JP2014168200A - Hearing aid and muffled sound suppression device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hearing aid which can suppress muffled sound in the external auditory canal, discomfort for the user, without having any harmful effect on the hearing aid processing.SOLUTION: A hearing aid includes an external microphone 2, hearing aid processing means 20 generating a signal s(n) by performing hearing aid processing of an output signal from the external microphone 2, an earphone 4 for converting a signal u1(n)=s(n)-y(n) into a sound being outputted to a space in the external auditory canal, an ear microphone 5 for converting a sound transmitted through the external auditory canal into an electric signal, and signal processing means (21-26) including an adaptive filter 26 generating a signal y(n) by estimating the unnecessary components, other than the sound outputted from the earphone 4, based on a predetermined transfer function corresponding to the path from the input side of the earphone 4 to the output side of the ear microphone 5. The components of muffled sound d(n) is removed from the signal s(n), based on the signal y(n).

Description

本発明は、外耳道内で発生するこもり音を抑制可能な構成を具備する補聴器及びこもり音抑制装置に関する。   The present invention relates to a hearing aid and a booming sound suppression device having a configuration capable of suppressing the sound of noise that occurs in the ear canal.

中度から重度難聴者が使用する一般的な補聴器は、外耳道を密閉した状態で装着されるため、補聴器の使用者にとって不快なこもり感が生じることが課題となっている。すなわち、外耳道を伝わる自声や咀嚼音(以下、「こもり音」と呼ぶ)が密閉された外耳道に達すると、そのこもり音が不自然に増大して使用者に不快感(こもり感)を与えることがある。このようなこもり感を解消する方策として、補聴器にベントを設ける構造や、あるいは外耳道を密閉しないオープンタイプの補聴器を用いることが考えられるが、これらの手法はイヤホンから出力された大きな音がマイクロホンに戻りやすく、必然的にハウリングが発生しやすくなる欠点がある。   Since a general hearing aid used by a moderate to severe deaf person is worn with the ear canal sealed, there is a problem that a feeling of being uncomfortable for the hearing aid user occurs. That is, when a voice or mastication sound (hereinafter referred to as “buzzing sound”) that travels through the ear canal reaches the sealed ear canal, the volume of the sound increases unnaturally, giving the user a feeling of discomfort (a feeling of being full). Sometimes. As a measure to eliminate such a feeling of bulkiness, it is conceivable to use a structure in which a hearing aid is provided with a vent, or an open type hearing aid that does not seal the ear canal, but these methods use a loud sound output from the earphone to the microphone. There is a drawback that it is easy to return and inevitably howling occurs.

従来から、補聴器の外耳道の側に設けた耳内マイクロホンの出力信号に対し、ディジタル信号処理を適用することにより、所望の信号から不要な成分を除去する技術が提案されている(特許文献1、2参照)。例えば、特許文献1には、耳内マイクロホンにより外耳道の音を収集し、耳内マイクロホンの出力信号に基づいて、ディジタル信号処理プロセッサの出力信号(補聴処理後の信号)を適応させるように制御する補聴器が開示されている。また例えば、特許文献2には、耳内マイクロホンにより外耳道の音を収集し、耳内マイクロホンの出力信号のうち低周波成分をイヤホンへの信号にフィードバックするように制御する補聴器が開示されている。   Conventionally, there has been proposed a technique for removing unnecessary components from a desired signal by applying digital signal processing to an output signal of an in-ear microphone provided on the ear canal side of a hearing aid (Patent Document 1, 2). For example, Patent Document 1 collects sound of the external auditory canal with an in-ear microphone, and performs control so as to adapt the output signal of the digital signal processor (the signal after hearing aid processing) based on the output signal of the in-ear microphone. A hearing aid is disclosed. Further, for example, Patent Document 2 discloses a hearing aid that collects sound of the external auditory canal with an in-ear microphone and controls to feed back a low-frequency component of the output signal of the in-ear microphone to a signal to the earphone.

特表2002−530034号公報Special Table 2002-530034 米国特許第7477754号明細書US Pat. No. 7,477,754

しかしながら、特許文献1、2に開示された技術を応用して、使用者に不快なこもり音を除去する構成を実現するためには様々な不都合がある。まず、特許文献1に開示された補聴器は、こもり音等の不要成分を除去する処理が通常の補聴処理と一体的に組み込まれている。この場合、補聴器における補聴処理は、使用者の聴力の特性や使用環境に応じて音声信号のレベルや周波数特性を適切に調整するディジタル信号処理であるため、不要成分を除去する処理を組み込むことは補聴処理に大きな影響を与えることは避けられず、使用者にとって補聴器の調整が不適切になる恐れがある。また、特許文献2に開示された補聴器は、こもり音の低周波成分を抑制するに際し、使用者にとって必要な通常の音声信号の低周波成分も抑制されてしまう点で好ましくない。また、イヤホンから外耳道内の空間を介して耳内マイクロホンに至る経路の伝達関数が考慮されていないため、こもり音を打ち消す十分な効果を得ることは難しい。以上のように、従来の補聴器によれば、補聴器の装着時に、補聴処理に大きな影響を与えることなく、使用者にとって不快なこもり音を十分に抑制することが困難であるという問題があった。   However, there are various inconveniences in order to realize a configuration for removing the unpleasant noise from the user by applying the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2. First, in the hearing aid disclosed in Patent Document 1, a process for removing unnecessary components such as a booming sound is integrated with a normal hearing aid process. In this case, the hearing aid processing in the hearing aid is a digital signal processing that appropriately adjusts the level and frequency characteristics of the audio signal according to the characteristics of the user's hearing and the usage environment. It is inevitable that the hearing aid process will be greatly affected, and there is a risk that the hearing aid will be inappropriately adjusted for the user. Further, the hearing aid disclosed in Patent Document 2 is not preferable in that the low frequency component of a normal sound signal necessary for the user is also suppressed when the low frequency component of the booming sound is suppressed. In addition, since the transfer function of the path from the earphone to the earphone via the space in the ear canal is not considered, it is difficult to obtain a sufficient effect of canceling the muffled sound. As described above, according to the conventional hearing aid, there is a problem that it is difficult to sufficiently suppress the unpleasant booming sound for the user without greatly affecting the hearing aid processing when the hearing aid is worn.

本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、補聴器を装着した際に補聴処理に悪影響を与えることなく、使用者にとって不快な外耳道内のこもり音を十分に抑制し得る補聴器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems, and a hearing aid that can sufficiently suppress an unpleasant sound in the ear canal without adversely affecting the hearing aid processing when the hearing aid is worn. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の補聴器は、外耳道に装着される補聴器であって、外部音を電気信号に変換する外部マイクロホン(2)と、前記外部マイクロホン(2)の出力信号に対し補聴処理を施して第1の信号(s(n))を生成する補聴処理手段(20)と、前記第1の信号(s(n))に基づいて生成される第2の信号(u1(n))を音に変換し、前記外耳道内の空間に出力するイヤホン(4)と、前記外耳道内の空間に面して設けられ、前記外耳道を伝わる音を電気信号に変換する耳内マイクロホン(5)と、前記イヤホン(4)の入力側から前記耳内マイクロホン(5)の出力側までの経路に対応する所定の伝達関数に基づいて、前記耳内マイクロホン(5)に入力される音(e(n))のうち前記イヤホン(4)から出力される音以外の不要成分(d(n))を適応的に推定して第3の信号(y(n))を生成する適応フィルタ(26)を含む信号処理手段(21〜26)と、を備え、前記第3の信号(y(n))に基づいて前記第1の信号(s(n))に前記不要成分(d(n))を打ち消す成分を付加した前記第2の信号(u1(n))を生成することを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, a hearing aid of the present invention is a hearing aid attached to the external auditory canal, and an external microphone (2) that converts external sound into an electrical signal, and an output signal of the external microphone (2) Hearing aid processing means (20) for generating a first signal (s (n)) by performing hearing aid processing, and a second signal (u1 (u1 ()) generated based on the first signal (s (n)) n)) which converts sound into sound and outputs it to the space in the ear canal, and an earphone provided to face the space in the ear canal and which converts sound transmitted through the ear canal into electrical signals ( 5) and sound input to the in-ear microphone (5) based on a predetermined transfer function corresponding to a path from the input side of the earphone (4) to the output side of the in-ear microphone (5) ( e (n)) from the earphone (4) Signal processing means (21-26) including an adaptive filter (26) for adaptively estimating an unnecessary component (d (n)) other than the sound to be generated and generating a third signal (y (n)); The second signal obtained by adding a component that cancels the unnecessary component (d (n)) to the first signal (s (n)) based on the third signal (y (n)) (U1 (n)) is generated.

本発明の補聴器によれば、外部マイクロホン、補聴処理手段、イヤホンを経由して外耳道に出力された音は、外耳道内の空間でこもり音等の不要成分が付加されて、耳内マイクロホンに入力されるが、信号処理手段の適応フィルタのフィードバック動作により、適応的に推定した不要成分を基に外耳道内の空間で不要成分を打ち消すことができる。このとき、単純に耳内マイクロホンで採取したこもり音と逆位相の信号を生成して、イヤホンから出力される音にフィードバックさせたとしても、イヤホンの入力側から耳内マイクロホンの出力側に至る経路の伝達関数の影響を受けるので、こもり音を適切に打ち消すことができないが、本発明によれば、補聴処理手段と分離して設けた適応フィルタを用いて、こもり音が前述の伝達関数の経路を伝搬したときの信号を推定することで、的確にこもり音を外耳道内の空間で打ち消すことができる。   According to the hearing aid of the present invention, the sound output to the external auditory canal via the external microphone, the hearing aid processing means, and the earphone is added to an unnecessary component such as a booming sound in the space in the external auditory canal and input to the intraaural microphone. However, the unnecessary component can be canceled in the space in the ear canal based on the unnecessary component adaptively estimated by the feedback operation of the adaptive filter of the signal processing means. At this time, even if a signal having a phase opposite to that of the picking sound collected by the in-ear microphone is simply generated and fed back to the sound output from the earphone, the path from the earphone input side to the earphone output side However, according to the present invention, using the adaptive filter that is provided separately from the hearing aid processing means, the booming sound is transmitted through the path of the transfer function described above. By estimating the signal when propagating through, the muffled sound can be accurately canceled in the space inside the ear canal.

本発明の補聴器において、前記信号処理手段は、前記適応フィルタに加えて、前記第1の信号から前記第3の信号を減算して前記第2の信号を出力する第1の減算器と、前記第2の信号を入力し、前記所定の伝達関数に基づいて推定される第4の信号を出力する第1の推定フィルタと、前記耳内マイクロホンの出力信号から前記第4の信号を減算して、前記適応フィルタの入力信号である第5の信号を出力する第2の減算器と、前記第5の信号を入力し、前記所定の伝達関数に基づいて推定される第6の信号を出力する第2の推定フィルタと、前記耳内マイクロホンの出力信号及び前記第6の信号に基づいて、前記適応フィルタのフィルタ係数を適応的に更新する係数更新部とを含めて構成する。このような構成により、第1の推定フィルタと第2の減算器を用いて、こもり音の成分のみを含む第5の信号を適応フィルタに入力し、第2の推定フィルタと係数更新部を用いて適応フィルタのフィルタ係数を適応的に更新し、最終的に第1の減算器を用いて、必要な音の信号にこもり音を打ち消す成分を付加することができる。   In the hearing aid of the present invention, in addition to the adaptive filter, the signal processing means subtracts the third signal from the first signal and outputs the second signal; and A first estimation filter that inputs a second signal and outputs a fourth signal estimated based on the predetermined transfer function, and subtracts the fourth signal from the output signal of the in-ear microphone. A second subtractor that outputs a fifth signal that is an input signal of the adaptive filter; and a fifth signal that is input based on the predetermined transfer function and that outputs the sixth signal. A second estimation filter and a coefficient updating unit that adaptively updates the filter coefficient of the adaptive filter based on the output signal of the in-ear microphone and the sixth signal are configured. With this configuration, the first estimation filter and the second subtracter are used to input the fifth signal including only the booming noise component to the adaptive filter, and the second estimation filter and the coefficient updating unit are used. Thus, the filter coefficient of the adaptive filter can be adaptively updated, and finally a component that cancels the muffled sound can be added to the signal of the necessary sound by using the first subtracter.

本発明の補聴器において、前記係数更新部は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムに従って前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するように構成してもよい。LMSアルゴリズムの基本は最急降下法であり、誤差の2乗平均を最小化するようにフィルタ係数が更新され、簡素な構成で収束速度の向上を実現することができる。   In the hearing aid of the present invention, the coefficient updating unit may be configured to update a filter coefficient of the adaptive filter according to an LMS (Least Mean Square) algorithm. The basis of the LMS algorithm is the steepest descent method, and the filter coefficient is updated so as to minimize the mean square of the error, and the convergence speed can be improved with a simple configuration.

本発明の補聴器において、前記第1の推定フィルタ及び前記第2の推定フィルタは、前記イヤホンの特性を表す伝達関数R(z)と、前記イヤホンの出力側から前記耳内マイクロホンの入力側までの伝達関数F(z)と、前記耳内マイクロホンの特性を表す伝達関数M(z)とを用いて、P(z)=R(z)・F(z)・M(z)と表される伝達関数P(z)を有するように構成する。この場合、伝達関数P(z)を構成するR(z)とM(z)はイヤホンと耳内マイクロホンの各特性に基づき正確に決定でき、外耳道内の音の伝搬に関連するF(z)を決定する周知な手法が知られている。   In the hearing aid of the present invention, the first estimation filter and the second estimation filter include a transfer function R (z) representing the characteristics of the earphone, and an output side of the earphone to an input side of the in-ear microphone. Using the transfer function F (z) and the transfer function M (z) representing the characteristics of the in-ear microphone, P (z) = R (z) · F (z) · M (z). It is configured to have a transfer function P (z). In this case, R (z) and M (z) constituting the transfer function P (z) can be accurately determined based on the characteristics of the earphone and the earbud microphone, and F (z) related to the propagation of sound in the ear canal. A well-known method for determining the value is known.

また、上記課題を解決するために、本発明のこもり音抑制装置は、外耳道に装着される筐体を有するこもり音抑制装置であって、入力される信号を第1の信号とし、前記第1の信号に基づいて生成される第2の信号を音に変換し、前記外耳道内の空間に出力するイヤホンと、前記外耳道内の空間に面して設けられ、前記外耳道を伝わる音を電気信号に変換する耳内マイクロホンと、少なくとも、前記イヤホンの入力側から前記耳内マイクロホンの出力側までの経路に対応する伝達関数に基づいて、前記耳内マイクロホンに入力される音のうち前記イヤホンから出力される音以外の不要成分を適応的に推定して第3の信号を生成する適応フィルタを含む信号処理手段とを備え、前記第3の信号に基づいて前記第1の信号から前記不要成分が除去された前記第2の信号を生成することを特徴としている。このように、本発明は、補聴器には限られず、使用者の外耳道に装着される多様な機器に適用でき、それらの機器の装着時に使用者にとって不快なこもり音を十分に抑制することができる。   In order to solve the above-mentioned problem, the booming noise suppression device of the present invention is a booming noise suppression device having a housing attached to the ear canal, wherein the input signal is a first signal, and the first signal is the first signal. An earphone that converts the second signal generated based on this signal into sound and outputs the sound to a space in the ear canal, and a sound that is provided facing the space in the ear canal and that transmits the sound transmitted through the ear canal to an electrical signal. Based on the in-ear microphone to be converted and at least a transfer function corresponding to a path from the input side of the earphone to the output side of the in-ear microphone, it is output from the earphone among sounds input to the in-ear microphone. Signal processing means including an adaptive filter that adaptively estimates unnecessary components other than sound to generate a third signal, and removes the unnecessary components from the first signal based on the third signal It is characterized in that to generate the second signal. Thus, the present invention is not limited to hearing aids, and can be applied to various devices that are worn on the user's external auditory canal, and can sufficiently suppress the unpleasant noise that is uncomfortable for the user when these devices are worn. .

以上説明したように、本発明によれば、補聴器等を装着して外耳道を実質上密閉した状態にしたとき、外耳道内で発生するこもり音に起因して、使用者がこもり感(不快感)を受けることを防止することができる。この場合、補聴処理とは分離して、適応フィルタを含む信号処理手段により、こもり音を打ち消す処理を実行するため、補聴処理により補聴器の調節に支障を来すことがない。また、イヤホンから外耳道内を経由して耳内マイクロホンに至る経路の伝達関数を適切に考慮して、こもり音を打ち消すことができるので、こもり音を打ち消す効果を向上させ、より高品質の補聴器を実現することができる。   As described above, according to the present invention, when a hearing aid or the like is attached and the external auditory canal is substantially sealed, the user feels a sense of being overwhelmed (discomfort) due to the noise generated in the external ear canal. Can be prevented. In this case, since the processing for canceling the muffled sound is executed by the signal processing means including the adaptive filter separately from the hearing aid processing, the hearing aid processing does not hinder the adjustment of the hearing aid. In addition, the transfer function of the path from the earphone through the ear canal to the in-ear microphone can be appropriately considered to cancel the muffled sound, thus improving the effect of canceling the muffled sound and improving the quality of the hearing aid. Can be realized.

本実施形態の補聴器の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the hearing aid of this embodiment. 本実施形態の補聴器において、ディジタル信号処理に関連する具体的な構成例を示すブロック図である。In the hearing aid of this embodiment, it is a block diagram which shows the specific structural example relevant to digital signal processing. 一般的なfiltered-x LMSの構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of a general filtered-x LMS. 本実施形態の構成を簡略化し、図3のfiltered-x LMSの構成に当てはめて考えたときの概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram when the configuration of the present embodiment is simplified and applied to the filtered-x LMS configuration of FIG. 3. 本発明を適用した補聴器の効果を説明する図であって、入力音圧の時間波形及びこもり音の模擬信号の時間波形の例を示す図である。It is a figure explaining the effect of the hearing aid to which this invention is applied, Comprising: It is a figure which shows the example of the time waveform of the time waveform of the input sound pressure, and the simulation signal of a booming sound. 図5のこもり音の模擬信号を用いて、本実施形態の構成を採用しない場合と、本実施形態の構成を採用した場合とのそれぞれについて、外耳道内における音圧の時間波形を比較して示す図である。FIG. 5 shows a comparison of the time waveform of the sound pressure in the ear canal for the case where the configuration of the present embodiment is not employed and the case where the configuration of the present embodiment is employed, using the simulated sound of the booming sound of FIG. FIG. 第1の変形例に係る補聴器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the hearing aid which concerns on a 1st modification. 第2の変形例に係る補聴器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the hearing aid which concerns on a 2nd modification.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は、使用者の外耳道に装着される補聴器に対して本発明を適用した例である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiment is an example in which the present invention is applied to a hearing aid attached to a user's ear canal.

図1は、本実施形態の補聴器の概略の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態の補聴器は、使用者の耳に挿入可能な形状を有する筐体としてのケース1内に、外部マイクロホン2と、DSP(Digital Signal Processor)3と、イヤホン4と、耳内マイクロホン5と、電池ホルダ6及びその内部のボタン電池7とをそれぞれ収容して構成される。ケース1は、耳の外部空間に面するフェースプレート1aと、外耳道10に沿って配置されるシェル1bからなる。フェースプレート1aには、外部マイクロホン2が音口を介して取り付けられ、シェル1bのうち外耳道10の奥の鼓膜11との間の空間Sに面した部分には、イヤホン4と耳内マイクロホン5がそれぞれ音口を介して取り付けられている。なお、図1には示されないが、ケース1のシェル1bには、外部と外耳道10とを連通するベントを設けてもよい。この場合、ベントの役割は外耳道10の湿気を外部に排出するとともに、こもり音の抑圧効果も有するので、それが不十分であるときは、本発明を適用する効果が期待できる。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hearing aid according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the hearing aid of this embodiment includes an external microphone 2, a DSP (Digital Signal Processor) 3, and an earphone 4 in a case 1 as a housing having a shape that can be inserted into a user's ear. And an in-ear microphone 5, a battery holder 6, and a button battery 7 inside the battery holder 6. The case 1 includes a face plate 1 a facing the external space of the ear and a shell 1 b disposed along the external auditory canal 10. An external microphone 2 is attached to the face plate 1a via a sound port, and an earphone 4 and an in-ear microphone 5 are provided in a portion of the shell 1b facing the space S between the eardrum 11 and the ear canal 10. Each is attached via a sound outlet. Although not shown in FIG. 1, the shell 1 b of the case 1 may be provided with a vent that communicates the outside with the ear canal 10. In this case, the role of the vent is to exhaust the moisture of the external auditory canal 10 to the outside, and also has an effect of suppressing the muffled sound. If this is insufficient, the effect of applying the present invention can be expected.

図1の構成において、外部マイクロホン2は、外部空間から伝わる音を収集し、電気信号に変換する。これに対し、耳内マイクロホン5は、外耳道10内の空間Sから伝わる音を収集し、電気信号に変換する。また、耳内マイクロホン5に隣接するイヤホン4は、電気信号を音に変換し、上記の空間Sに出力する。外耳道10内の空間S側に位置するイヤホン4及び耳内マイクロホン5は、外耳道10内のこもり音の打ち消し処理に欠かせない部材である。すなわち、補聴器使用者の自声や咀嚼音などが外耳道10に伝わったときに、ケース1によって開口が塞がれていると、これらの音が大きく聞こえる(こもり音)ため、使用者に不快感(こもり感)を与える恐れがある。そのための対策として、本実施形態では、補聴器において、こもり音の打ち消し処理を実行するものであるが、詳細については後述する。   In the configuration of FIG. 1, the external microphone 2 collects sound transmitted from the external space and converts it into an electrical signal. On the other hand, the in-ear microphone 5 collects sound transmitted from the space S in the ear canal 10 and converts it into an electric signal. The earphone 4 adjacent to the in-ear microphone 5 converts an electrical signal into sound and outputs the sound to the space S. The earphone 4 and the in-ear microphone 5 located on the space S side in the external ear canal 10 are members indispensable for the process of canceling the muffled sound in the external ear canal 10. That is, when the hearing aid user's own voice or mastication sound is transmitted to the external auditory canal 10, if the opening is closed by the case 1, these sounds will be heard loudly (buzzing sound), and the user will feel uncomfortable. There is a risk of giving a feeling of being full. As a countermeasure for this, in the present embodiment, the process of canceling the booming sound is executed in the hearing aid, and the details will be described later.

DSP3は、外部マイクロホン2及び耳内マイクロホン5からそれぞれ入力される電気信号と、イヤホン4に出力される電気信号に対し、前述のこもり音の打ち消し処理を含むディジタル信号処理を施すものであるが、具体的な処理については後述する。電池ホルダ6の内部に保持されるボタン電池7は、補聴器の各構成部材に対して電源を供給する。なお、必要に応じて電池ホルダ6の開口部を開閉してボタン電池7の交換が可能に構成されている。   The DSP 3 performs digital signal processing including the above-described processing for canceling the booming sound on the electrical signal input from the external microphone 2 and the in-ear microphone 5 and the electrical signal output to the earphone 4. Specific processing will be described later. A button battery 7 held inside the battery holder 6 supplies power to each component of the hearing aid. The button battery 7 can be replaced by opening and closing the opening of the battery holder 6 as necessary.

次に図2は、本実施形態の補聴器において、ディジタル信号処理に関連する具体的な構成例を示すブロック図である。図2に示すように、DSP3の機能要素には、補聴処理部20と、2つの減算器21、22と、2つの推定フィルタ23、24と、係数更新部25と、適応フィルタ26とを含む。このうち、補聴処理部20以外の他の機能要素は、一体的に本発明の信号処理手段として機能する。また、図2においては、図1の外部マイクロホン2、イヤホン4、耳内マイクロホン5をそれぞれ示すとともに、外耳道10内の空間Sにおけるイヤホン4から耳内マイクロホン5に達する音と、上述のこもり音のそれぞれの伝達経路を示している。   Next, FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example related to digital signal processing in the hearing aid of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the functional elements of the DSP 3 include a hearing aid processing unit 20, two subtractors 21 and 22, two estimation filters 23 and 24, a coefficient update unit 25, and an adaptive filter 26. . Among these, the functional elements other than the hearing aid processing unit 20 function as the signal processing means of the present invention in an integrated manner. 2 shows the external microphone 2, the earphone 4, and the in-ear microphone 5 of FIG. 1, and the sound that reaches the in-ear microphone 5 from the earphone 4 in the space S in the ear canal 10, Each transmission path is shown.

まず、外部マイクロホン2の出力信号は補聴処理部20に入力される。補聴処理部20は、外部マイクロホン2の出力信号に対し、各々の使用者に適合して個別に設定された所定の補聴処理を施す補聴処理手段であり、信号s(n)を生成する。補聴処理部20によって施される補聴処理としては、例えば、外部マイクロホン2の出力信号に対するマルチバンドコンプレッション、ノイズリダクション、トーンコントロール、ボリュームコントロール、出力制限処理など、補聴器の使用者の聴力特性や使用環境に合わせた多様な処理を適用可能である。なお、図2においては省略しているが、外部マイクロホン2及び耳内マイクロホン5の出力側には、アナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換器を設けるとともに、イヤホン4の入力側には、ディジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器を設ける必要がある。   First, the output signal of the external microphone 2 is input to the hearing aid processing unit 20. The hearing aid processing unit 20 is a hearing aid processing unit that performs predetermined hearing aid processing that is individually set in conformity with each user on the output signal of the external microphone 2, and generates a signal s (n). The hearing aid processing performed by the hearing aid processing unit 20 includes, for example, the hearing characteristics and usage environment of the hearing aid user, such as multiband compression, noise reduction, tone control, volume control, and output restriction processing for the output signal of the external microphone 2. It is possible to apply various processes according to the above. Although omitted in FIG. 2, an AD converter for converting an analog signal into a digital signal is provided on the output side of the external microphone 2 and the in-ear microphone 5, and a digital signal is provided on the input side of the earphone 4. It is necessary to provide a DA converter that converts a signal into an analog signal.

補聴処理部20から出力される信号s(n)は、減算器21(本発明の第1の減算器)に入力される。減算器21は、信号s(n)から、適応フィルタ26の出力信号y(n)を減算した信号u1(n)を生成する。この場合、信号u1(n)は、次の(1)式で表される。   The signal s (n) output from the hearing aid processing unit 20 is input to the subtractor 21 (the first subtracter of the present invention). The subtractor 21 generates a signal u1 (n) obtained by subtracting the output signal y (n) of the adaptive filter 26 from the signal s (n). In this case, the signal u1 (n) is expressed by the following equation (1).

u1(n)=s(n)−y(n) (1)
適応フィルタ26は、こもり音を打ち消すための出力信号y(n)を適応的に生成するフィルタであるが、詳細については後述する。減算器21から出力される信号u1(n)は、イヤホン4と推定フィルタ23のそれぞれに入力される。図1で説明したように、イヤホン4から出力された音は、外耳道10内の空間Sを伝搬して鼓膜11に達するとともに、耳内マイクロホン5にも入力される。このとき、イヤホン4から出力された音とは異なる経路で、空間Sに達したこもり音が耳内マイクロホン5に入力される。
u1 (n) = s (n) -y (n) (1)
The adaptive filter 26 is a filter that adaptively generates an output signal y (n) for canceling the muffled sound, and details thereof will be described later. The signal u1 (n) output from the subtractor 21 is input to each of the earphone 4 and the estimation filter 23. As described with reference to FIG. 1, the sound output from the earphone 4 propagates through the space S in the ear canal 10 to reach the eardrum 11 and is also input to the in-ear microphone 5. At this time, the muffled sound that has reached the space S is input to the in-ear microphone 5 through a route different from the sound output from the earphone 4.

ここで、イヤホン4の伝達関数をR(z)、イヤホン4の出力側から耳内マイクロホン5の入力側までの経路の伝達関数をF(z)、耳内マイクロホン5の伝達関数をM(z)とそれぞれ表すものとする。この場合、上述の信号u1(n)は、伝達関数R(z)と伝達関数F(z)と経由して、出力音u2(n)に変換されることになる。そして、イヤホン4からの出力音u2(n)と、こもり音d(n)とが仮想的な加算器12によって加算された結果の合成音e(n)として耳内マイクロホン5に入力されると考えることができる。この場合、合成音e(n)は、次の(2)式で表される。   Here, the transfer function of the earphone 4 is R (z), the transfer function of the path from the output side of the earphone 4 to the input side of the in-ear microphone 5 is F (z), and the transfer function of the in-ear microphone 5 is M (z). ) Respectively. In this case, the above-described signal u1 (n) is converted into the output sound u2 (n) via the transfer function R (z) and the transfer function F (z). When the output sound u2 (n) from the earphone 4 and the booming sound d (n) are added by the virtual adder 12, the resultant sound e (n) is input to the in-ear microphone 5. Can think. In this case, the synthesized sound e (n) is expressed by the following equation (2).

e(n)=u2(n)+d(n) (2)
上述の合成音e(n)は、耳内マイクロホン5の伝達関数M(z)を経由して信号e’(n)に変換された後、減算器22と係数更新部25のそれぞれに入力される。一方、上述の推定フィルタ23(本発明の第1の推定フィルタ)は、信号u1(n)が、イヤホン4から耳内マイクロホン5を通る経路で伝搬したと仮定したときの推定信号u1’(n)を生成するフィルタである。よって、推定フィルタ23の伝達関数P(z)は、上述の各伝達関数R(z)、F(z)、M(z)を用いて、次の(3)式で表される。
e (n) = u2 (n) + d (n) (2)
The above synthesized sound e (n) is converted into a signal e ′ (n) via the transfer function M (z) of the in-ear microphone 5 and then input to each of the subtractor 22 and the coefficient updating unit 25. The On the other hand, the above-described estimation filter 23 (the first estimation filter of the present invention) is an estimation signal u1 ′ (n ). Therefore, the transfer function P (z) of the estimation filter 23 is expressed by the following equation (3) using the above-described transfer functions R (z), F (z), and M (z).

P(z)=R(z)F(z)M(z) (3)
推定フィルタ23から出力される推定信号u1’(n)は、減算器22に入力される。減算器22(本発明の第2の減算器)は、耳内マイクロホン5から出力される上述の信号e’(n)から、推定信号u1’(n)を減算し、適応フィルタ26への入力信号x(n)を生成する。この場合、入力信号x(n)は、次の(4)式で表される。
P (z) = R (z) F (z) M (z) (3)
The estimation signal u1 ′ (n) output from the estimation filter 23 is input to the subtractor 22. The subtracter 22 (the second subtracter of the present invention) subtracts the estimated signal u1 ′ (n) from the above-described signal e ′ (n) output from the in-ear microphone 5 and inputs the signal to the adaptive filter 26. A signal x (n) is generated. In this case, the input signal x (n) is expressed by the following equation (4).

x(n)=e’(n)−u1’(n) (4)
一方、この入力信号x(n)は、適応フィルタ26に加えて、推定フィルタ24にも入力される。この推定フィルタ24(本発明の第2の推定フィルタ)は、入力信号x(n)が、イヤホン4から耳内マイクロホン5を通る経路で伝搬したと仮定したときの推定信号x’(n)を生成するフィルタである。推定フィルタ23は、(3)式と同じ伝達関数P(z)を有している。
x (n) = e ′ (n) −u1 ′ (n) (4)
On the other hand, the input signal x (n) is input to the estimation filter 24 in addition to the adaptive filter 26. This estimation filter 24 (second estimation filter of the present invention) uses an estimation signal x ′ (n) when it is assumed that the input signal x (n) has propagated along the path from the earphone 4 through the in-ear microphone 5. This is a filter to be generated. The estimation filter 23 has the same transfer function P (z) as equation (3).

このように、2つの推定フィルタ23、24は、互いに等しい伝達関数P(z)=R(z)F(z)M(z)を有するようにする。一方、推定フィルタ24から出力される推定信号x’(n)は、係数更新部25に入力される。係数更新部25は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムに従って、適応フィルタ26の演算に用いるフィルタ係数を適応的に更新する。すなわち、係数更新部25では、上述の信号e’(n)及び推定信号x’(n)をそれぞれ入力し、信号e’(n)の二乗平均を最小化するようなフィルタ係数が算出される。   In this way, the two estimation filters 23 and 24 have the same transfer function P (z) = R (z) F (z) M (z). On the other hand, the estimation signal x ′ (n) output from the estimation filter 24 is input to the coefficient updating unit 25. The coefficient updating unit 25 adaptively updates the filter coefficient used for the calculation of the adaptive filter 26 according to an LMS (Least Mean Square) algorithm. That is, the coefficient updating unit 25 receives the signal e ′ (n) and the estimated signal x ′ (n) described above, and calculates filter coefficients that minimize the mean square of the signal e ′ (n). .

適応フィルタ26は、係数更新部25により決定されたフィルタ係数に基づいて、入力信号x(n)に対し、伝達関数C(z)に基づくフィルタ演算を行い、出力信号y(n)を生成する。このとき、推定フィルタ23と減算器22の動作により、入力信号x(n)はこもり音を推定した信号になっている。よって、適応フィルタ26の出力信号y(n)は、推定フィルタ24、係数更新部25、適応フィルタ26が介在することにより、イヤホン4から耳内マイクロホン5に至るまでの伝達関数R(z)、F(z)の影響を考慮した状態のこもり音を含む信号になっている。なお、適応フィルタ26としては、例えば、所定のタップ数(例えば、32タップ)を有するFIR(Finite Impulse Response)を用いることができる。   The adaptive filter 26 performs a filter operation based on the transfer function C (z) on the input signal x (n) based on the filter coefficient determined by the coefficient update unit 25 to generate an output signal y (n). . At this time, due to the operations of the estimation filter 23 and the subtracter 22, the input signal x (n) is a signal obtained by estimating the muffled sound. Therefore, the output signal y (n) of the adaptive filter 26 is transferred from the earphone 4 to the in-ear microphone 5 by the estimation filter 24, the coefficient updating unit 25, and the adaptive filter 26, and the transfer function R (z), The signal includes a booming sound in a state where the influence of F (z) is considered. As the adaptive filter 26, for example, FIR (Finite Impulse Response) having a predetermined number of taps (for example, 32 taps) can be used.

以上のように、補聴処理部20から出力される信号s(n)から、適応フィルタ26の出力信号y(n)を減算することにより、伝達関数の影響を反映して、こもり音の成分が効果的に打ち消される信号を付加した信号u1(n)を生成でき、それをイヤホン4から音として出力することができる。従って、補聴器を装着した使用者は、外耳道10内でこもり音が十分に抑制された快適な音を聞くことができる。この場合、図2からわかるように、DSP3内において、補聴処理部20の後段に、こもり音を打ち消すために必要な信号処理手段の全体が配置されるので、補聴処理部20の補聴処理に悪影響を与えることなく、こもり音を打ち消すことができる。   As described above, by subtracting the output signal y (n) of the adaptive filter 26 from the signal s (n) output from the hearing aid processing unit 20, the influence of the transfer function is reflected and the component of the booming sound is reduced. The signal u1 (n) to which the signal that is effectively canceled is added can be generated, and can be output as a sound from the earphone 4. Therefore, the user wearing the hearing aid can hear a comfortable sound in which the muffled sound is sufficiently suppressed in the ear canal 10. In this case, as can be seen from FIG. 2, since the whole signal processing means necessary for canceling the muffled sound is arranged in the DSP 3 after the hearing aid processing unit 20, the hearing aid processing of the hearing aid processing unit 20 is adversely affected. The noise can be canceled without giving a sound.

ここで、図2の適応フィルタ26とその周辺は、所謂filtered-x LMSの構成を有している。図3は、一般的なfiltered-x LMSの構成の例を示している。すなわち、図3においては、入力信号x(n)を入力して出力信号y(n)を出力する適応フィルタ30と、信号d(n)から出力信号y(n)を減算した誤差信号e(n)の二乗平均を最小化するようにフィルタ係数Wnの更新値ΔWnを求めるLMS係数更新部31に加えて、入力信号x(n)が入力されるLMS係数更新部31の手前にフィルタ32が挿入されている。   Here, the adaptive filter 26 in FIG. 2 and its periphery have a so-called filtered-x LMS configuration. FIG. 3 shows an example of a general filtered-x LMS configuration. That is, in FIG. 3, an adaptive filter 30 that inputs an input signal x (n) and outputs an output signal y (n), and an error signal e () obtained by subtracting the output signal y (n) from the signal d (n). In addition to the LMS coefficient updating unit 31 for obtaining the updated value ΔWn of the filter coefficient Wn so as to minimize the root mean square of n), a filter 32 is provided before the LMS coefficient updating unit 31 to which the input signal x (n) is input. Has been inserted.

一方、図4は、本実施形態の構成(図2)を簡略化し、図3のfiltered-x LMSの構成に当てはめて考えたときの概念図である。図4においては、図2における構成要素を省略した基本的な信号経路を想定し、耳内マイクロホン5の伝達関数M(z)も無視している。図4において、適応フィルタ26及び係数更新部25は、それぞれ図3の適応フィルタ30及びLMS係数更新部31に相当する。そして、伝達関数A(z)を有するフィルタ32は、図3の構成と同様に設けられているが、これに加えて、出力信号y(n)に挿入された伝達関数A(z)を有するフィルタ33が設けられている点で図3とは異なる。このフィルタ33は、図2のイヤホン4から加算器12までの経路に対応し、フィルタ33の出力信号がこもり音と合成されることを想定したものである。なお、フィルタ32、33の伝達関数A(z)は、A(z)=R(z)F(z)と表すことができる。   On the other hand, FIG. 4 is a conceptual diagram when the configuration of the present embodiment (FIG. 2) is simplified and applied to the filtered-x LMS configuration of FIG. In FIG. 4, a basic signal path in which the components in FIG. 2 are omitted is assumed, and the transfer function M (z) of the in-ear microphone 5 is also ignored. In FIG. 4, the adaptive filter 26 and the coefficient updating unit 25 correspond to the adaptive filter 30 and the LMS coefficient updating unit 31 in FIG. 3, respectively. The filter 32 having the transfer function A (z) is provided in the same manner as in the configuration of FIG. 3, but in addition, has a transfer function A (z) inserted into the output signal y (n). 3 is different from FIG. 3 in that a filter 33 is provided. This filter 33 corresponds to the path from the earphone 4 to the adder 12 in FIG. 2 and assumes that the output signal of the filter 33 is synthesized with a muffled sound. The transfer functions A (z) of the filters 32 and 33 can be expressed as A (z) = R (z) F (z).

一般に、適応フィルタ26の出力側にフィルタを挿入すると、適応フィルタ26が適切に動作しないことが知られている。しかし、図4の構成において、システムの線形性を考慮すると、適応フィルタ26とフィルタ33の位置を入れ替えて考えることができる。また、入力信号x(n)が分岐した後の経路において、2個のフィルタ32、33が並列に挿入された形態は、システムの線形性を考慮すると、伝達関数A(z)を有する1個のフィルタが入力信号x(n)の分岐前に挿入され、それ以降の位置で適応フィルタ26と係数更新部25に経路が分岐する構成と等価である。従って、本実施形態の構成においては、推定フィルタ24により、適応フィルタ26の適切な動作が保証されると考えることができる。   Generally, it is known that when a filter is inserted on the output side of the adaptive filter 26, the adaptive filter 26 does not operate properly. However, considering the system linearity in the configuration of FIG. 4, the positions of the adaptive filter 26 and the filter 33 can be interchanged. Further, in the path after the input signal x (n) branches, the configuration in which the two filters 32 and 33 are inserted in parallel is one having a transfer function A (z) in consideration of the linearity of the system. Is inserted before the branch of the input signal x (n), and the path is branched to the adaptive filter 26 and the coefficient update unit 25 at a position after that. Therefore, in the configuration of the present embodiment, it can be considered that the appropriate operation of the adaptive filter 26 is guaranteed by the estimation filter 24.

一方、図4においては、図2に示す耳内マイクロホン5を考慮していないが、実際には図4の誤差信号e(n)の経路に、耳内マイクロホン5の伝達関数M(z)を挿入した構成が想定される。この場合、適応フィルタ26の正常な動作のためには、入力信号x(n)から適応フィルタ26及びフィルタ33を経由して係数更新部25に至る経路と、入力信号x(n)からフィルタ32を経由して係数更新部25に至る経路との間で、相対的な位相遅れが適応フィルタ26による位相遅れ分しかないことが前提となる。ここで、伝達関数A(z)を有する場合の2個のフィルタ32、33の各々の位相遅れをτとし、伝達関数M(z)の位相遅れをτとすると、前者の経路の適応フィルタ26による位相遅れ分を除いた位相遅れはτ+τとなり、後者の経路の位相遅れはτとなる。従って、位相遅れを解消するには、フィルタ32の伝達関数をA(z)M(z)=R(z)F(z)M(z)とすればよく、フィルタ32に対応する推定フィルタ24(図2)は、この関係を満たすことがわかる。ただし、耳内マイクロホン5がフラットな周波数特性を有する場合は、位相遅れが問題とならないので、推定フィルタ24の伝達関数をA(z)に設定してもよい。 On the other hand, FIG. 4 does not consider the in-ear microphone 5 shown in FIG. 2, but actually, the transfer function M (z) of the in-ear microphone 5 is put in the path of the error signal e (n) in FIG. An inserted configuration is assumed. In this case, for the normal operation of the adaptive filter 26, the path from the input signal x (n) to the coefficient updating unit 25 via the adaptive filter 26 and the filter 33, and the filter 32 from the input signal x (n). It is assumed that the relative phase lag between the path reaching the coefficient updating unit 25 via the lag is only the phase lag due to the adaptive filter 26. Here, when the phase lag of each of the two filters 32 and 33 having the transfer function A (z) is τ A and the phase lag of the transfer function M (z) is τ M , adaptation of the former path is performed. The phase delay excluding the phase delay due to the filter 26 is τ A + τ M , and the phase delay of the latter path is τ A. Therefore, in order to eliminate the phase delay, the transfer function of the filter 32 may be A (z) M (z) = R (z) F (z) M (z), and the estimation filter 24 corresponding to the filter 32 may be used. (FIG. 2) shows that this relationship is satisfied. However, when the in-ear microphone 5 has a flat frequency characteristic, the phase delay does not become a problem, so the transfer function of the estimation filter 24 may be set to A (z).

次に、図5及び図6を参照して、本発明を適用した補聴器の効果を説明する。図5及び図6においては、図2の構成例に対し、所定の条件の下でシミュレーションを実行し、こもり音が実際に抑制される効果を確認した。まず、図5(A)は、外部マイクロホン2への入力音圧の時間波形の例を示し、図5(B)は、図5(A)の音声信号に基づいて、外耳道10内に印加されるこもり音d(n)を模擬して生成された信号の時間波形を示している。例えば、録音された所定の音声信号に対してローパスフィルタを適用することにより、図5(B)に示すこもり音d(n)の模擬信号を生成することができる。一方、図6(A)は、本実施形態との比較のため、図5(B)のこもり音d(n)の模擬信号を用いて、本実施形態の構成を採用しない場合の外耳道10内における音圧の時間波形を示している。また、図6(B)は、図5(B)のこもり音d(n)の模擬信号を用いて、本実施形態の構成(図2)を採用した場合の外耳道10内における音圧の時間波形を示している。図6(A)、(B)を比較すると明らかなように、本実施形態の構成を採用することにより、こもり音d(n)の大きさを十分に抑制できることがわかる。   Next, the effect of the hearing aid to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In FIGS. 5 and 6, a simulation was performed on the configuration example of FIG. 2 under predetermined conditions, and the effect of actually suppressing the booming noise was confirmed. First, FIG. 5A shows an example of a time waveform of sound pressure input to the external microphone 2, and FIG. 5B is applied to the external auditory canal 10 based on the audio signal of FIG. A time waveform of a signal generated by simulating a booming sound d (n) is shown. For example, by applying a low-pass filter to a recorded predetermined audio signal, a simulated signal of the booming sound d (n) shown in FIG. 5B can be generated. On the other hand, FIG. 6A shows the inside of the external auditory canal 10 in the case where the configuration of the present embodiment is not used by using the simulated signal of the booming sound d (n) of FIG. 5B for comparison with the present embodiment. The time waveform of the sound pressure in is shown. 6B shows the sound pressure time in the external auditory canal 10 when the configuration of the present embodiment (FIG. 2) is employed using the simulated signal of the booming sound d (n) of FIG. 5B. The waveform is shown. As is apparent from a comparison between FIGS. 6A and 6B, it can be seen that the volume of the booming sound d (n) can be sufficiently suppressed by employing the configuration of the present embodiment.

以上のように、図1〜図6を用いて本実施形態の補聴器について説明したが、本発明の適用対象は補聴器には限られない。すなわち、外耳道に装着される筐体と、イヤホンから外耳道に音声を出力する構成を具備する各種機器に対して、本発明を適用することができる。例えば、オーディオ用のイヤホン装置に対して本発明を適用することができる。例えば、図2において、補聴処理部20を設けることなく、オーディオ装置から出力される音響信号が入力される入力手段を設け、この入力手段から出力される信号を、図2の信号s(n)として、本発明を適用することができる。また、この入力手段も設けずに、適応フィルタ26の出力信号y(n)を反転させる反転増幅器を設け、その出力を図2の信号u1(n)とすることにより、こもり感を低減する効果を有する耳せんに対し、本発明を適用することができる。それ以外にも、外耳道に装着可能な多様な機器に対し、こもり音抑制装置として本発明を適用することができる。   As mentioned above, although the hearing aid of this embodiment was demonstrated using FIGS. 1-6, the application object of this invention is not restricted to a hearing aid. That is, the present invention can be applied to various devices including a housing that is mounted on the ear canal and a structure that outputs sound from the earphone to the ear canal. For example, the present invention can be applied to an earphone device for audio. For example, in FIG. 2, without providing the hearing aid processing unit 20, an input means for inputting an acoustic signal output from the audio device is provided, and the signal output from the input means is represented by the signal s (n) in FIG. As described above, the present invention can be applied. Further, by providing an inverting amplifier for inverting the output signal y (n) of the adaptive filter 26 without providing this input means, and using the output as the signal u1 (n) in FIG. The present invention can be applied to earplugs having In addition, the present invention can be applied as a booming noise suppression device to various devices that can be attached to the ear canal.

さらに、本発明は、上述の実施形態には限られず、多様な変形例がある。例えば、図7は、第1の変形例に係る補聴器の構成例を示している。図7に示すように、第1の変形例は、図2の構成に対し、それぞれの推定フィルタ23、24の伝達関数P(z)を設定する伝達関数設定部27を設けたものである。第1の変形例により、使用者の外耳道10や鼓膜11の形状や大きさに応じて、伝達関数設定部27を適宜に設定し、推定フィルタ23、24に対して所望の伝達関数P(z)を付与することができる。一方、図8は、第2の変形例に係る補聴器の構成例を示している。図8に示すように、第2の変形例は、図2の構成に対し、推定フィルタ23を適応フィルタ23aで置き換えるとともに、適応フィルタ23aに付随する係数更新部28を設けたものである。適応フィルタ23aで得られた伝達関数P(z)は、推定フィルタ24にコピーされる。なお、適応フィルタ23a及び係数更新部28の機能については、図2の適応フィルタ26及び係数更新部25を用いて説明した通りである。第2の変形例により、適応フィルタ23a及び推定フィルタ24で用いる伝達関数P(z)の精度を高め、こもり音の打ち消し効果の向上が可能となり、伝達関数F(z)が変化しても性能を保つことができる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and there are various modifications. For example, FIG. 7 shows a configuration example of a hearing aid according to the first modification. As shown in FIG. 7, the first modification is provided with a transfer function setting unit 27 for setting the transfer functions P (z) of the respective estimation filters 23 and 24 in the configuration of FIG. According to the first modification, the transfer function setting unit 27 is appropriately set according to the shape and size of the user's ear canal 10 and the eardrum 11, and the desired transfer function P (z ). On the other hand, FIG. 8 shows a configuration example of a hearing aid according to the second modification. As shown in FIG. 8, in the second modification, the estimation filter 23 is replaced with an adaptive filter 23a and a coefficient update unit 28 associated with the adaptive filter 23a is provided in the configuration of FIG. The transfer function P (z) obtained by the adaptive filter 23 a is copied to the estimation filter 24. The functions of the adaptive filter 23a and the coefficient update unit 28 are as described using the adaptive filter 26 and the coefficient update unit 25 in FIG. According to the second modification, the accuracy of the transfer function P (z) used in the adaptive filter 23a and the estimation filter 24 can be improved, and the effect of canceling the muffled sound can be improved. Even if the transfer function F (z) changes, the performance can be improved. Can keep.

以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、図2において、補聴処理部20の後段の構成については、適応フィルタ26を含み、イヤホン4の入力側から耳内マイクロホン5の出力側までの経路に対応する伝達関数が考慮されていることを前提に、こもり音を含む不要成分を除去するための多様な構成を採用することができる。   As mentioned above, although the content of this invention was concretely demonstrated based on this embodiment, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, A various change can be given in the range which does not deviate from the summary. . For example, in FIG. 2, the configuration of the rear stage of the hearing aid processing unit 20 includes an adaptive filter 26 and considers a transfer function corresponding to the path from the input side of the earphone 4 to the output side of the in-ear microphone 5. Based on the above, it is possible to employ various configurations for removing unnecessary components including a booming sound.

1…ケース
2…外部マイクロホン
3…DSP
4…イヤホン
5…耳内マイクロホン
6…電池ホルダ
7…ボタン電池
10…外耳道
11…鼓膜
12…加算器
20…補聴処理部
21、22…減算器
23、24…推定フィルタ
25、28…係数更新部
26、23a…適応フィルタ
27…伝達関数設定部
1 ... Case 2 ... External microphone 3 ... DSP
4 ... Earphone 5 ... In-ear microphone 6 ... Battery holder 7 ... Button battery 10 ... External ear canal 11 ... Tympanic membrane 12 ... Adder 20 ... Hearing aid processing unit 21, 22 ... Subtractor 23, 24 ... Estimation filter 25, 28 ... Coefficient updating unit 26, 23a ... adaptive filter 27 ... transfer function setting unit

Claims (6)

外耳道に装着される補聴器であって、
外部音を電気信号に変換する外部マイクロホンと、
前記外部マイクロホンの出力信号に対し補聴処理を施して第1の信号を生成する補聴処理手段と、
前記第1の信号に基づいて生成される第2の信号を音に変換し、前記外耳道内の空間に出力するイヤホンと、
前記外耳道内の空間に面して設けられ、前記外耳道内の空間の音を電気信号に変換する耳内マイクロホンと、
前記イヤホンの入力側から前記耳内マイクロホンの出力側までの経路に対応する所定の伝達関数に基づいて、前記耳内マイクロホンに入力される音のうち前記イヤホンから出力される音以外の不要成分を適応的に推定して第3の信号を生成する適応フィルタを含む信号処理手段と、
を備え、前記第3の信号に基づいて前記第1の信号に前記不要成分を打ち消す成分を付加した前記第2の信号を生成することを特徴とする補聴器。
A hearing aid worn in the ear canal,
An external microphone that converts external sound into an electrical signal;
Hearing aid processing means for generating a first signal by performing hearing aid processing on the output signal of the external microphone;
An earphone that converts a second signal generated based on the first signal into sound and outputs the sound to a space in the ear canal;
An in-ear microphone that is provided facing the space in the ear canal and converts sound in the space in the ear canal into an electrical signal;
Based on a predetermined transfer function corresponding to a path from the input side of the earphone to the output side of the in-ear microphone, unnecessary components other than the sound output from the earphone out of the sound input to the in-ear microphone are included. Signal processing means including an adaptive filter for adaptively estimating and generating a third signal;
And generating the second signal obtained by adding a component that cancels out the unnecessary component to the first signal based on the third signal.
前記信号処理手段は、前記適応フィルタに加えて、
前記第1の信号から前記第3の信号を減算して前記第2の信号を出力する第1の減算器と、
前記第2の信号を入力し、前記所定の伝達関数に基づいて推定される第4の信号を出力する第1の推定フィルタと、
前記耳内マイクロホンの出力信号から前記第4の信号を減算して、前記適応フィルタの入力信号である第5の信号を出力する第2の減算器と、
前記第5の信号を入力し、前記所定の伝達関数に基づいて推定される第6の信号を出力する第2の推定フィルタと、
前記耳内マイクロホンの出力信号及び前記第6の信号に基づいて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の補聴器。
The signal processing means, in addition to the adaptive filter,
A first subtractor that subtracts the third signal from the first signal and outputs the second signal;
A first estimation filter that inputs the second signal and outputs a fourth signal estimated based on the predetermined transfer function;
A second subtracter that subtracts the fourth signal from the output signal of the in-ear microphone and outputs a fifth signal that is an input signal of the adaptive filter;
A second estimation filter that inputs the fifth signal and outputs a sixth signal estimated based on the predetermined transfer function;
A coefficient updating unit for updating a filter coefficient of the adaptive filter based on the output signal of the in-ear microphone and the sixth signal;
The hearing aid according to claim 1, comprising:
前記係数更新部は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムに従って前記適応フィルタのフィルタ係数を更新することを特徴とする請求項2に記載の補聴器。   The hearing aid according to claim 2, wherein the coefficient updating unit updates a filter coefficient of the adaptive filter according to an LMS (Least Mean Square) algorithm. 前記第1の推定フィルタ及び前記第2の推定フィルタは、前記イヤホンの特性を表す伝達関数R(z)と、前記イヤホンの出力側から前記耳内マイクロホンの入力側までの伝達関数F(z)と、前記耳内マイクロホンの特性を表す伝達関数M(z)とを用いて、
P(z)=R(z)・F(z)・M(z)
と表される伝達関数P(z)を有することを特徴とする請求項2又は3に記載の補聴器。
The first estimation filter and the second estimation filter include a transfer function R (z) representing the characteristics of the earphone, and a transfer function F (z) from the output side of the earphone to the input side of the in-ear microphone. And a transfer function M (z) representing the characteristics of the in-ear microphone,
P (z) = R (z) · F (z) · M (z)
The hearing aid according to claim 2, wherein the hearing aid has a transfer function P (z) expressed as follows.
外耳道に装着される筐体を有するこもり音抑制装置であって、
外部から信号を入力し第1の信号として出力する入力手段と、
前記第1の信号に基づいて生成される第2の信号を音に変換し、前記外耳道内の空間に出力するイヤホンと、
前記外耳道内の空間に面して設けられ、前記外耳道内の空間の音を電気信号に変換する耳内マイクロホンと、
少なくとも、前記イヤホンの入力側から前記耳内マイクロホンの出力側までの経路に対応する伝達関数に基づいて、前記耳内マイクロホンに入力される音のうち前記イヤホンから出力される音以外の不要成分を適応的に推定して第3の信号を生成する適応フィルタを含む信号処理手段と、
を備え、前記第3の信号に基づいて前記第1の信号から前記不要成分を打ち消す成分が付加された前記第2の信号を生成することを特徴とするこもり音抑制装置。
A booming sound suppressing device having a housing attached to the ear canal,
Input means for inputting a signal from the outside and outputting it as a first signal;
An earphone that converts a second signal generated based on the first signal into sound and outputs the sound to a space in the ear canal;
An in-ear microphone that is provided facing the space in the ear canal and converts sound in the space in the ear canal into an electrical signal;
Based on at least a transfer function corresponding to a path from the input side of the earphone to the output side of the in-ear microphone, unnecessary components other than the sound output from the earphone out of the sound input to the in-ear microphone are included. Signal processing means including an adaptive filter for adaptively estimating and generating a third signal;
And generating the second signal to which the component for canceling the unnecessary component is added from the first signal based on the third signal.
外耳道に装着される筐体を有するこもり音抑制装置であって、
外耳道内の空間に音を出力するイヤホンと、
前記外耳道内の空間に面して設けられ、前記外耳道内の空間の音を電気信号に変換する耳内マイクロホンと、
前記イヤホンの入力側から前記耳内マイクロホンの出力側までの経路に対応する伝達関数に基づいて、前記耳内マイクロホンに入力される音のうち前記イヤホンから出力される音以外の不要成分を推定して不要成分信号を生成する適応フィルタを含む信号処理手段と、
前記不要成分信号を反転させる反転手段と、
を備え、前記反転手段の出力が前記イヤホンに入力されることを特徴とするこもり音抑制装置。
A booming sound suppressing device having a housing attached to the ear canal,
Earphones that output sound to the space inside the ear canal,
An in-ear microphone that is provided facing the space in the ear canal and converts sound in the space in the ear canal into an electrical signal;
Based on the transfer function corresponding to the path from the input side of the earphone to the output side of the in-ear microphone, unnecessary components other than the sound output from the earphone out of the sound input to the in-ear microphone are estimated. Signal processing means including an adaptive filter for generating unnecessary component signals,
Inverting means for inverting the unnecessary component signal;
And a humming noise suppression device, wherein the output of the inverting means is input to the earphone.
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