JP2018098796A - 補聴器の動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補聴器の動作方法を提供する。【解決手段】本発明は、少なくとも第１の入力トランスデューサ（１０）及び第２の入力トランスデューサ（１２）を含む補聴器（２）の動作方法（１）を明示し、第１の入力トランスデューサ（１０）は、周囲の音声信号（１４）から第１の入力信号（１６）を生成し、第２の入力トランスデューサ（１２）は、音声信号（１４）から第２の入力信号（１８）を生成し、第１の方向（２６）が、第１の信号源（２２）に割り当てられ、第１の方向（２６）にアライメントされた第１の指向性信号（３０）が、第１の入力信号（１６）及び第２の入力信号（１８）に基づいて形成され、少なくとも第１の指向性信号（３０）の信号成分（３４）が、その種類を考慮して予め決定された有用信号源（６）からの有用信号の存在に関して分析される。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも第１の入力トランスデューサ及び第２の入力トランスデューサを含む補聴器の動作方法であって、第１の入力トランスデューサは、周囲の音声信号から第１の入力信号を生成し、第２の入力トランスデューサは、音声信号から第２の入力信号を生成し、第１の方向にアライメントされた第１の指向性信号が、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて形成される、補聴器の動作方法に関する。

補聴器の適用例における核心となる問題の１つは、会話状況の対処にある。これは、まず、重要な情報が、多くの場合、私的な会話中に補聴器のユーザに伝達される状況によるものである。従って、可能な限り信頼性のある情報転送のみを目的とするならば、特別な重要性が、補聴器のユーザのスピーチの理解度にあると考えることが既に重要である。しかしながら、一方で、スピーチの理解度は、具体的には、多くの場合、一般的な会話状況が、例えば、秩序正しく順に自分の考えを話さない複数の対話者との会話中、又はさらなる人々の複数のグループが会話を通して雑音レベルの上昇に次々に寄与する（いわゆる「カクテルパーティー」聴取状況）密閉された部屋での対話の場合のように、周囲の高成分及び干渉雑音と重ね合わせられる事実により、既に損なわれている。

対話者からの信号のスピーチ理解度を向上させるために、現代の補聴器は、多くの場合、指向性マイクロホンアルゴリズム（これによって、例えば指向性コーンといった狭い方向特性が、対話者の方向にアライメントされる）を適用している。補聴器の入力信号に対するフィルタとしての、このような指向性コーンは、別の方向から生じる雑音を実質的に抑制しながら、対話者のスピーチ信号が増幅されることをもたらす。

方向特性により背景雑音を遮蔽する、スピーチの理解度を向上させる以前のアルゴリズムは、通常、補聴器のユーザの対話者が、ユーザに対して移動する聴取状況の場合、対応する方向特性が、対話者の変化する位置に継続的に適応される必要があるが、まさにこれは、移動する対話者が、ユーザの近くの唯一の話者ではなく、その結果、他の話者の存在により、対話者の位置の識別が大幅により難しくなる場合に複雑化をもたらすので、不十分である。また、この場合の数字上の高い複雑さを有する移動する対話者の位置の確認だけでなく、背景雑音の話者固有の抑制のロバスト性も、補聴器における限られた利用可能な資源が原因で、移動する話者にとって大きな問題となり、すなわち、移動する対話者の位置が、ロバスト性が不十分なアルゴリズムの場合に失われ、それ以上満足な雑音抑制を行うことができない。これをさらにより難しくするのは、背景雑音を遮蔽する方向特性を用いた対話者のスピーチの質の向上が、スピーチ信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）が減少するにつれて、今まで以上に重要となる点である。しかしながら、特に低ＳＮＲは、移動する対話者の位置を捕捉する際、又は方向特性を用いて移動する対話者を捕捉しようとする際に、問題を生じさせる。

しかしながら、前記問題は、対話者による会話の寄与に限られるだけでなく、一般的に、それ自体が知られた、上記の知られている又は識別可能な音源が、ユーザに対する相対的移動に沿ってトラッキングされるべきである場合（すなわち、例えば、公園でのペット、又は交通における自動車に乗った道路有用者）に、補聴器のユーザにとって常に生じ得る。

（特許文献１）は、補聴器に関する、少なくとも２つのマイクロホン信号からの指向性信号の形成、指向性信号における音響信号の捕捉、及び後者が例えばスピーチ、音楽、又は雑音等であるかどうかの範囲についての音響信号の評価を明示する。

独国特許出願公開第１０２０１３２１５１３１Ａ１号明細書

従って、本発明は、補聴器のための方法を明示する目的に基づき、前記方法は、複数の信号源、又は大きな背景雑音の存在下における、可能な限り単純かつ資源倹約的な態様での、予め決定された有用信号源の位置特定を可能にする。

本発明によれば、上記の目的は、少なくとも第１の入力トランスデューサ及び第２の入力トランスデューサを含む補聴器の動作方法によって達成され、第１の入力トランスデューサは、周囲の音声信号から第１の入力信号を生成し、第２の入力トランスデューサは、音声信号から第２の入力信号を生成し、第１の方向は、第１の信号源に割り当てられ、第１の方向にアライメントされた第１の指向性信号が、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて形成され、少なくとも第１の指向性信号の信号成分が、その種類を考慮して予め決定された有用信号源からの有用信号の存在に関して分析される。有利な構成及び部分的にそれら自体で発明的な構成が、従属クレーム及び以下の説明において開示される。

ここでは、一般的に、入力トランスデューサが、音声信号から適切な電気信号を生成するように構成された音響電気トランスデューサ、すなわち、例えばマイクロホンを含む。ここでは、指向性信号は、ある特定の角度範囲の基準音源からの基準音声に対して特に高い感度を有し、及び基準音源が定められた角度範囲の外に配置された場合に、基準音声についての大幅に低下した感度を有する信号を意味すると理解されるものである。具体的には、指向性信号は、ある定められた中心角において基準音声に関して感度が最大となることができ、基準音声に関する感度は、中心角からの角距離が増加するにつれて低下する。

その種類を考慮して予め決定された有用信号源は、具体的には、生成された有用信号の信号成分のスペクトル特性に基づいて予め決定及び／又は識別することができる有用信号源、すなわち、例えば、そのスピーチ信号が、補聴器において、他の考えられる話者のスピーチ信号から、そのスペクトル成分に基づいて及びフォーマットの分布に基づいて区別することができる特定の話者を含む。

ここでは、有用信号の存在に関して、少なくとも第１の指向性信号の信号成分を分析することは、まず、第１の指向性信号について信号対雑音比の向上を促進する。ここでは、第１の指向性信号は、適切にアライメントされた方向特性を用いて、実質的に第１の信号源の信号成分のみが、第１の指向性信号に組み込まれ、それに応じて、他の信号源からの音声、それらが聴取状況に関与するさらなる有用信号源からのものであろうと、雑音源からのものであろうと、実質的に抑制されるように形成することができる。この結果、信号成分のスペクトル特性が、このプロセスにおいて悪影響を与えられることなく、背景雑音との関連で、第１の信号源に対応する信号成分を実質的に増幅することができる。

ここで、第２に、第１の指向性信号を用いた上記の信号対雑音比の向上は、有用信号の実質的によりロバストな確認、又はその種類を考慮して予め決定された有用信号源を用いた第１の信号源の識別の向上を促進する。これは、具体的には、その種類を考慮して有用信号源を規定する又は有用信号源によって予め決定された基準値との、第１の指向性信号における信号成分の利用可能なスペクトル特性の比較に基づいた上記識別が、第１の指向性信号における大幅に少ない雑音成分の結果（前記背景雑音が、有用信号源の存在の確認のために大部分遮蔽されるので）、よりロバストで、かつこの時、背景雑音の変動の影響を受けにくいからである。

具体的には、第１の指向性信号は、この場合、方向特性を有してもよく、その最大感度の方向は、第１の信号源が、具体的には、本方法を実行する目的で、ユーザの前方半球におけるいずれの角度位置もとることができるように、補聴器のユーザの正面方向から逸脱する。

好ましくは、有用信号源の位置は、有用信号が、第１の指向性信号に存在する場合に、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて確認され、有用信号源の位置の変化が確認された場合は、第１の指向性信号は、有用信号源の変更位置の方向にアライメントされる。具体的には、これは、有用信号が存在する場合に、第１の信号源を有した有用信号源が、第１の指向性信号において識別されるように実施することができ、その結果、第１の方向が、位置として有用信号源に割り当てられる。ここで第１の指向性信号の信号レベルの変化を決定することは、有用信号源の位置又は角度位置の変化を推測することを可能にし、従って、第１の方向が、新しく決定される。これは、第１の指向性信号における信号レベルのプロファイルに応じて動的に、又は所定の時間間隔で周期的に実施されてもよい。補聴器に知られているパラメータを用いて、これは、その種類を考慮して知られており、かつユーザに対して移動する有用信号源の空間のトラッキング、及びそれに応じて、信号品質及び信号対雑音比の向上を目的とした、指向性信号の有用信号源に対する永続的アライメントを促進する。

便宜的に、有用信号源の位置は、有用信号が、第１の指向性信号に存在する場合に、継続的に更新される。好ましくは、この場合、さらに第１の指向性信号のアライメントも、継続的に更新される。具体的には、これは、高い計算的支出の結果、補聴器の電力消費の増加を引き起こす第１の指向性信号のアライメントの更新が、有用信号が第１の指向性信号に存在する場合にのみ実行されることを促進することができ、従って、これは、電池電力の節約を可能にする。

本発明によれば、有用信号源のスペクトル特性が、有用信号の存在に関する少なくとも第１の指向性信号の信号成分の分析のために予め決定され、第１の指向性信号に含まれるスペクトル特性に適合する信号成分に関する確率値が確認され、所定の第１の閾値が確率値を超える場合に、有用信号の存在が推測される。具体的には、これは、ガウス混合モデル（ＧＭＭ）の対数尤度比テスト（ＬＬＲ）（特性が、メル周波数ケプストラム係数（ＭＦＣＣ）を用いて、又はＧＭＭスーパーベクトルサポートベクトルマシンを用いて確認又は近似される）を用いて実施することができる。

有用信号源は、その種類を考慮して予め決定されるので、これは、まず、具体的には、他の信号源との違いを考慮した、有用信号源に特有のスペクトル特性が、第１の指向性信号の分析に有用することができることを意味する。第２に、有用信号源から生じた関連の信号成分の確率値が、ここで、適宜の比較法を用いて、第１の指向性信号の実信号成分に基づいて確認される。対応する信号成分が、それらのスペクトル成分が原因で有用信号と適合しない場合に、有用信号源からの発生を除外することができる。第１の指向性信号及び予め決定された有用信号の信号成分のスペクトルパラメータの一致又は適合性を高める場合には、確率値の対応する増加が存在し、従って、確率値の所定の閾値を超えると、信号成分が実際に望まれた有用信号源から生じたと推定することができる。ここでは、具体的には、確率値は、聴取状況又は雑音レベルに依存し得る。

便宜的に、この場合のスペクトル特性は、補聴器の起動前に、補聴器のデータベースに保存される。ここでは、起動は、最初の起動及び補聴器の暫定的な動作停止と関連した比較的長い動作の一時停止後の起動の両方を含む。ここでは、具体的には、保存は、補聴器の音響技術者による補聴器のデフォルト設定及び／又は適応の範囲内で実施されてもよい。このために、ユーザの最も頻度の高い対話者らを、デフォルト有用信号源として選択することができ、ユーザは、各ケースにおいて、前記対話者用の多数の音声サンプルを提供する。具体的には、音声サンプルは、具体的にはスマートフォンなどの外部機器によって、又は補聴器自体によって記録されたものでもよく、これは、好ましくは、例えばリモコン装置又はスマートフォンなどの外部機器によって、この目的のために特別に促される。

便宜的に、補聴器のユーザは、前記補聴器の動作中に、ユーザ入力によって有用信号源の有用信号を識別し、スペクトル特性は、第１の指向性信号に基づいて確認され、データベースに保存される。ここでは、識別は、補聴器の稼働中に実施されてもよく、ユーザ入力は、具体的には、リモコン装置又はスマートフォンによって実施されてもよい。これは、デフォルトを設定する際に、全ての可能性のある関連の有用信号源の特性が、通常は分かっていないので、特に有利であり、その結果として、ユーザは、現在の聴取状況のために現在彼らに関連のある新しい有用信号源を対応するデータベースに簡単に加えることができる。

好ましくは、補聴器の動作中に、第１の信号源の信号が、有用信号として識別され、第１の信号源が、有用信号源として予め決定され、有用信号源のスペクトル特性は、第１の指向性信号に基づいて確認される。具体的には、第１の信号源の信号は、経時的な信号レベルの平均に基づいて、有用信号として識別される。これは、例えば、会話状況における対話者の会話寄与に関して、不変の高く、長い継続時間、又は繰り返し発生する信号レベルが、新しい、現在関連のある有用信号として識別され、前記対話者の声及びスピーチのスペクトル特性が、それに応じて後続の比較のために確認され、それに応じて保存される。これは、この場合のユーザが、捕捉自体に特別な注意を向ける必要なしに、有用信号源のスペクトル特性の完全自動捕捉を促進する。

便宜的に、出力信号が、第１の指向性信号に基づいて形成され、前記出力信号は、補聴器の少なくとも１つの出力トランスデューサによって、音声信号に変換される。一般的に、出力トランスデューサは、電気信号から対応する音声信号を生成するように構成された電気音響トランスデューサ、例えば、スピーカ又は骨伝導の音声生成器を含む。第１の指向性信号に基づいた出力信号の形成は、具体的には、第１の指向性信号が、補聴器に固有の信号処理における入力変数として直接有用されることを意味すると理解されるものであり、出力信号は、補聴器に固有の信号処理の結果信号として存在する。その結果、具体的には、信号源に関して第１の指向性信号に含まれる時空間情報が、第１の指向性信号を用いた信号源の実際の移動のモデリングの結果として、特にリアルな聴感覚をユーザに生じさせることができるように、補聴器のユーザに聞こえる音声信号に組み込まれる。

さらなる有利な構成では、ある特定の話者が、有用信号源として予め決定され、話者の人間のスピーチ信号が、有用信号として予め決定される。本方法は、まず、特定のスピーチ信号が、声及びスピーチに特有のスペクトルパラメータの多重度に基づいて識別可能であり、第２に、対話者が、活発な会話状況中に移動し得る（これは、スピーチ信号の理解度を向上させる目的で、ここで提案される、第１の指向性信号による対話者のトラッキングによって補償することができる）ので、特に有用信号源としての話者の場合に特に有利に適用することができる。

便宜的に、個々の補正パラメータが、この場合の特定の話者のスピーチ信号に対して予め決定され、第１の指向性信号及び／又は出力信号に組み込まれる中間信号は、特定の話者のスピーチ信号が第１の指向性信号に存在する場合に、個々の補正パラメータに基づいて補正される。ここで有利に利用されるのは、まず、特定の話者が、その声に特有のスペクトルパラメータに基づいて提案された方法を用いて、補聴器によって識別可能及び位置特定可能であること、及び第２に、例えば、あまり明白ではないフォーマット等のために、対応する周波数を特に増幅することができるおかげで、的を絞った態様で、そのスピーチ信号を増幅することができることである。

特に好ましくは、特定の話者の個々の補正パラメータが、補聴器の起動前に、補聴器のデータベースに保存され、及び／又は特定の話者の前記個々の補正パラメータは、第１の指向性信号及びユーザ入力に基づいて確認され、データベースに保存される。ここでは、起動は、最初の起動及び補聴器の暫定的な動作停止と関連した比較的長い動作の一時停止後の起動の両方を含む。ここでは、具体的には、ユーザ入力は、リモコン装置又はスマートフォンによって実施することができる。特に、起動に先立ってデフォルトを設定する範囲内でデータを保存する際に、この目的のために必要とされる補聴器のストレージ空間を最適化することができるように、特定の話者に関する対応する補正パラメータは、ユーザの見込まれる聴力損失に合致した態様で、特に正確に適応させることができる。ユーザ入力に続いて補正パラメータを保存することは、ユーザが、保存を独立して、及びどのような環境においても実施することができる点で有利である。

少なくとも第１の指向性信号の信号成分が外部ユニットに転送され、第１の指向性信号の信号成分が、その種類を考慮して予め決定された有用信号源の有用信号の存在に関して、外部ユニットで分析され、第１の指向性信号の分析の結果が、補聴器に送信される場合に、有利であることが分かった。これは、正確に、補聴器のプロセッサが、従来の補聴器動作（これは、指向性信号の形成も含む）用に設計されるだけでよいように、対応するスペクトルパラメータの比較による有用信号源の識別又は検証に必要とされる計算量の多いステップが、補聴器の外部で、よりパワフルなプロセッサ上で、実行されることを可能にする。

有利に、第１の指向性信号は、時間周波数領域に変換され、及び／又は第１の指向性信号の個々の時間間隔が、時間領域及び／又は時間周波数領域における信号対雑音比に関して分析され、所定の第２の閾値を超える信号対雑音比を有する時間間隔のみが、有用信号の存在に関する分析に有用される。その結果、第１の指向性信号を分析するのに十分に高い信号品質を持たない信号成分は、いずれの場合でも無視され、その結果、全体的な計算用の電力を節約することができる。

ある有利な構成では、割り当て用の第１の方向は、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて確認される。信号源の質及び聴取状況の種類に応じて、例えば、補聴器のユーザが、通常は、彼の視線方向を有用信号源の１つの方向とアライメントさせるという仮定に基づいて、例えばデフォルト設定としても、信号源に空間方向を割り当てることができ、従って、正面方向を、第１の方向として予め決定することができる。しかしながら、これは、多くの聴取状況にとって得策ではない。従って、どのような場合でも利用可能な第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて、第１の信号源の位置特定を行うことが有利である。ここでは、具体的には、第１の方向は、例えば、複数の角度範囲にわたるスキャンの形態で、近似的に確認することができる。

便宜的に、それぞれの固定中心角及び定められた角度幅を有する複数の角度依存方向特性が、この場合、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて形成され、個々の方向特性における信号成分が、第１の信号源からの信号の存在に関して分析され、対応する中心角が、第１の方向として、ある特定の方向特性において確認された第１の信号源に割り当てられる。これは、干渉の影響を受け易い飛行時間又は位相測定が、この目的のために有用されず、第１の信号源の第１の方向が、さらなる仮定、例えば、正面ポジショニング等が、この目的のために必要とされることなく（前記さらなる仮定は、場合によっては、実際の聴取状況には対応しない）、第１の入力信号及び第２の入力信号の利用可能な信号に基づいて、予め決定することができるので、特に正確で、かつ背景雑音に対してロバストな第１の信号源の位置特定を可能にする。

有利に、それぞれの中心角に関して隣接する２つの方向特性間の角距離は、この場合、角度幅の半分に相当する。具体的には、あらゆる２つの隣接する方向特性が、同じ角度幅を有する。個々の方向特性が、指向性コーンによって形成される場合、それの感度は、中心角の方向において最大となり、中心角からの角距離が増加するにつれて減少し、これは、具体的には、個々の方向特性それぞれに対して、角度を指定することができ、その角度に関して、テスト信号に関する感度は、中心角における最大値と関連した特定の量だけ、例えば、６ｄＢ又は１０ｄＢ分低下している。このような角度は、ここで、角度幅の半分として対応する方向特性に割り当てられ、それに応じて、隣接する方向特性の中心角は、この角度の値の２倍として選択される。対応する記述は、いずれの場合にも中心角において最小の感度のノッチ形状の減衰が、個々の方向特性として選択され、中心角における最小値を超える感度の増加が、中心角における最大値と関連した感度の減衰の代わりに、角度幅の規定に有用されるケースに適用することができる。この結果、それぞれの次の中心角に至るまでの個々の方向特性の重複の結果として、有用信号源は、常に、方向特性の少なくとも１つに明確に割り当てることができる一方で、所望の広い角度範囲に対して、個々の方向特性による、ほとんど完全な網羅範囲を得ることができ、重複の結果として、２つの隣接する中心角間の角度位置も解決できる。

ここで、感度特性の中心角及び角度幅がそれぞれ、少なくとも２つの条件によって設定されるように、少なくとも２つの条件によって決定されるノッチ形状感度特性によって、個々の方向特性がそれぞれ予め決定され、個々の方向特性における信号成分が、感度特性による相対的減衰に基づいて、第１の信号源からの信号の存在に関して、それぞれ分析される場合に、有利であることが分かった。

ここでは、ノッチ形状感度特性は、ある量のテスト信号に関して、中心角において感度の最大減衰を有し、中心角からの角距離が増加するにつれて感度が増す方向特性を意味すると理解されるものである。中心角からの角距離に応じた感度のこの増加の程度は、角度幅を規定する。信号源が、このような方向特性の中心角の方向に位置する場合、又はそれが角分解能の範囲内の中心角の直近にある場合、すなわち、それが感度特性の「ノッチ」内にある場合に、有用信号の信号成分は、方向特性によって実質的に減衰され、一方、前記方向特性の中心角周囲の角度幅の外に位置する他の信号源の信号成分は、大部分維持される。ここで、これは、対応する方向特性の領域における信号源の存在を確認するために有用することができる。

第２の方向が第２の信号源に割り当てられ、第２の方向にアライメントされた第２の指向性信号が、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて形成され、出力信号が、第１の指向性信号及び第２の指向性信号に基づいて形成され、前記出力信号は、補聴器の少なくとも１つの出力トランスデューサによって音声信号に変換される場合に、さらに有利であることが分かった。

第１の指向性信号及び第２の指向性信号に基づいて出力信号を形成することは、具体的には第１の信号源と第２の信号源との間の角度範囲から生じる雑音が、第１の指向性信号及び第２の指向性信号によってそれに応じて抑制されることが可能であり、その結果、出力信号に目立つ入力が見つからないことにより、第１の信号源によって生成される第１の信号及び第２の信号源によって生成される第２の信号の信号対雑音比を向上させることを可能にする。具体的には、この結果として、補聴器のユーザにとって、ユーザが二人以上の対話者と会話しており、対話者の少なくとも一方が移動しており、会話が、それに重ね合わせられた背景雑音を有する場合に、第１の入力信号及び第２の入力信号に組み込まれた環境雑音に関して、出力信号の質が向上する。次に、第１の方向及び第２の方向が、対話者に割り当てられ、話者のスピーチ寄与が、関連の指向性信号によって環境雑音との関連で増幅されるように、第１の指向性信号及び第２の指向性信号がそれぞれ、話者上でアライメントされる。いずれの場合にも、第１の指向性信号及び第２の指向性信号を話者上でアライメントすることによって、さらに達成されるのは、例えば、固定して予め決定された方向特性により、スピーチの理解度の向上の維持を可能にするために、ユーザが、頭を動かしている対話者のスピーチ活動をフォローする必要がない点である。

好ましくは、この場合、第１の指向性信号及び第２の指向性信号は、重ね合わせとして（特に好ましくは、線形重ね合わせとして）、出力信号に組み込まれる。具体的には、これは、この場合、第１の指向性信号及び第２の指向性信号の信号処理を実施することができ、前記信号処理は、補聴器に固有であり、出力信号は、線形重ね合わせによって、それぞれの結果信号から形成されることを意味し、又はこれは、第１の指向性信号及び第２の指向性信号の線形重ね合わせが、補聴器に固有の信号処理に組み込まれ、出力信号が、信号処理によって形成されることを意味する。有用信号源上でアライメントされた指向性信号の線形重ね合わせは、２つ以上の有用信号源に関して正確に、実際の聴取状況に特に良好に一致し、第１の有用信号及び第２の有用信号も、線形重ね合わせを受け、結果として得られる音声信号は、前記実際の聴取状況において、ユーザのために信号品質を向上させるために、補聴器によってそこから背景雑音を除去させることを目的とする。

特に好ましくは、第１の指向性信号及び第２の指向性信号の線形因子は、この場合線形重ね合わせの各周波数帯域に対して、それぞれ個別に決定される。具体的には、これは、線形重ね合わせが、異なる周波数帯域において、第１の指向性信号及び第２の指向性信号の異なる重み付けを提供し得ることを意味する。この結果として、例えば、２つの有用信号源のうちの一方のみが、注目に値する信号成分を有する周波数帯域の場合、その有用信号源にアライメントされた指向性信号の対応する重み付けが、より高くなるように、第１の有用信号源と、第２の有用信号源との間の起こり得るスペクトル差を説明することができる。特に、第１の有用信号源及び第２の有用信号源が、それぞれ対話者である場合に、その結果として、対話者の声の特性スペクトル条件を考慮することも可能である。

便宜的に、少なくとも第２の指向性信号の信号成分が、有用信号の存在に関して分析され、重ね合わせにおける第１の指向性信号に対する第２の指向性信号の重み付けが、第２の指向性信号における有用信号の存在に基づいて実施される。例として、会話状況で決定され得るのは、第２の話者が近くにいることであり、彼らの会話寄与は、例えば、第２の信号源が、例えば背景音楽を再生するスピーカなどの位置特定された背景雑音によって与えられる場合よりも高い重み付けで、出力信号に組み込まれる。後者の場合、対応する音楽も、適切な空間認知の正しい立体角範囲で出力信号に含まれるべきであるが、話者は、それに応じて、好ましくは、背景音楽との関連で、重み付けにおいて、明確に優先されるべきである。

本発明はさらに、少なくとも、周囲の音声信号から第１の入力信号を生成する第１の入力トランスデューサと、音声信号から第２の入力信号を生成する第２の入力トランスデューサと、上記の方法を実行するように構成された信号処理ユニットとを含む補聴器、具体的には、両耳補聴器を明示する。本方法及びその発展形態に関して明示された利点は、この場合の補聴器に同様に移すことができる。

本発明の実施形態例が、図面に基づいて、以下により詳細に説明される。

補聴器の指向性信号を用いて、予め決定された移動する話者をトラッキングする方法の過程を模式的に示す。

図１は、補聴器２の動作方法１の過程を模式的に示す。補聴器２のユーザ４は、ユーザ４に対して移動する、例えば、部屋を行ったり来たりする特定の話者６と会話をし、さらなる対話者８が、会話に関与しており、前記対話者は、時折、会話に寄与し、背景雑音が、さらに会話に重ね合わせられる。

補聴器２は、それぞれマイクロホンとして具現化される、第１の入力トランスデューサ１０及び第２の入力トランスデューサ１２を有する。第１の入力トランスデューサ１０は、周囲からの入力音声信号１４から第１の入力信号１６を生成し、第２の入力トランスデューサ１２は、入力音声信号１４から第２の入力信号１８を生成する。ここで、顕著な音声源が、ユーザ４の正面方向との関連で等しく位置付けられる方向が、最初に、位置特定ステップ２０において確認される。例として、これは、方向特性の多重度が、第１の入力信号１６及び第２の入力信号１８に基づいて形成されることにより、実施することができ、前記方向特性はそれぞれ、異なる中心角上でアライメントされ、すなわち、そこで、感度の最大値又は最小値を有する。続いて、音響特性が、それぞれの方向特性に関する信号成分に基づいて形成され、異なる角度の音響特性が、互いに比較され、その結果として、後に、信号源の存在を確認することが可能である。

例として、方向特性が、それぞれ、円錐実施形態を有する場合、最大レベル（任意選択的に適宜の時間窓にわたって平均される）は、特性として有用することができる。最大レベルが、特定の指向性信号の閾値を超える場合、信号源が、対応する方向（これは、位置特定ステップの角分解能の範囲内の方向特性の中心角に等しい）に存在すると仮定される。例として、感度の最小値が中心角に存在するように、各方向特性が、ノッチ形状の一連の感度を有する場合、全体レベルに関して正規化されたレベルを、特性として有用することができる。ここで、方向特性における信号源の存在は、正規化因子としての全体レベルが、感度の最小値によって影響を受けないままであり、中心角の領域にある信号源が、方向特性によって減衰されるので、方向特性によるレベルの減衰に基づいて確認される。

この場合は、特定の話者６が、第１の信号源２２として確認され、さらなる対話者８が、第２の信号源２４として確認される。音響特性が極値である方向特性の方向が、第１の方向２６として、特定の話者６に割り当てられる。同等の記述が、さらなる対話者８に割り当てられる第２の方向２８に当てはまる。

ここで、背景雑音との関連で、第１の信号源２２及び第２の信号源２４からの信号を強調するために、それぞれが狭い円錐方向特性を有した、第１の方向２６にアライメントされた第１の指向性信号３０及び第２の方向２８にアライメントされた第２の指向性信号３２が形成される。位置特定ステップ２０が、円錐方向特性に基づいて、既に実行済みである場合には、第１の信号源２２及び第２の信号源２４がそれぞれ位置特定された対応する方向特性を有した指向性信号を、第１の指向性信号３０及び第２の指向性信号３２として単に形成する、又は有用し続けることができる。

ここで、第１の指向性信号３０及び第２の指向性信号３２は、それぞれ時間周波数領域ＴＦＤに変換され、次に、第１の指向性信号３０及び第２の指向性信号３２の信号成分が、時間周波数領域ＴＦＤにおけるそれらの信号対雑音比ＳＮＲについて、それぞれ分析される。信号対雑音比ＳＮＲが定められた閾値未満の信号成分３４のみが有用される。ここで、特性データ３６のベクトルが、第１の指向性信号３０から導出された信号成分３４から形成される。ここで、特性データ３６は、それらが、以前に保存された、特定の話者６の声に関連したスペクトル特性３８に関連され得るものである。例として、これは、特定の話者６のスペクトル特性３８との特性データ３６の適合性に基づいて、特定の話者６によって与えられる第１の信号源２２の確率値４０を確認する確率モデルにより実施することができる。確率値４０が所定の閾値を超える場合、第１の信号源２２は、特定の話者６として識別される。ここで、第１の指向性信号３０は、補聴器２におけるさらなるユーザ固有の信号処理４２（例えば、ユーザ４の聴力図に応じて特定の周波数帯域のレベルを上げること）にそのまま用いることができる。信号処理４２の出力信号４４は、ここで、この場合はスピーカによって形成される少なくとも１つの出力トランスデューサ４６により、ユーザ４に聞こえる音声信号４８に変換される。

ここで、具体的には、信号処理４２は、スピーチの理解度を向上させるために、特定の話者６の声の知られているスペクトルパラメータに基づいて、第１の指向性信号３０から導出された中間信号において、例えば重要なフォルマントにおける特定の周波数領域を特に強調することができる、特定の話者６にとって独自の補正パラメータ５０による、話者固有の補正も含んでもよい。

特定の話者６が第１の方向２６において位置特定された場合、第１の指向性信号３０による特定の話者６のトラッキングを可能にするために、位置特定ステップ２０は、周期的に繰り返すことができる。ここで、特性データ３６及びスペクトル特性３８によるモニタリングは、第１の方向２６の再アライメントの場合に、第１の指向性信号３０が、特定の話者６上でアライメントされ続けることを確実にする。これを検証することができない場合、すなわち、第１の指向性信号３０が新たにアライメントされた信号源の音声信号が、特定の話者６のスペクトル特性３８に適合しない場合に、特定の話者６の現在の位置を追及することができ、後者は、位置特定ステップ２０の再スタート及びそれに続く後続のステップによって、第１の追及された信号源２２として検証することができる。これの結果として、特定の話者６は、彼らのスピーチ寄与が、第１の指向性信号３０により背景雑音よりも増幅されることが可能なように、第１の指向性信号３０によって継続的にトラッキングされることが可能である。スペクトル特性３８を特性データ３６と比較することによって、第１の指向性信号が、特定の話者６上で（及び例えばさらなる対話者８上ではなく）恒久的にアライメントされることを確実にすることが可能である。

好適な実施形態例により、本発明をより詳細に例示及び記載したが、本発明は、この実施形態例によって制限されない。当業者により、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、他の変更形態をそこから得ることができる。

１ 方法
２ 補聴器
４ ユーザ
６ 特定の話者
８ さらなる対話者
１０ 第１の入力トランスデューサ
１２ 第２の入力トランスデューサ
１４ 入力音声信号（周囲から）
１６ 第１の入力信号
１８ 第２の入力信号
２０ 位置特定ステップ
２２ 第１の信号源
２４ 第２の信号源
２６ 第１の方向
２８ 第２の方向
３０ 第１の指向性信号
３２ 第２の指向性信号
３４ 信号成分
３６ 特性データ
３８ スペクトル特性
４０ 確率値
４２ 信号処理
４４ 出力信号
４６ 出力トランスデューサ
４８ 音声信号
５０ 個々の補正パラメータ
ＴＦＤ 時間周波数領域
ＳＮＲ 信号対雑音比

Claims (19)

1. 少なくとも第１の入力トランスデューサ（１０）及び第２の入力トランスデューサ（１２）を含む補聴器（２）の動作方法（１）であって、
   前記第１の入力トランスデューサ（１０）が、周囲の音声信号（１４）から第１の入力信号（１６）を生成し、前記第２の入力トランスデューサ（１２）が、前記音声信号（１４）から第２の入力信号（１８）を生成し、
   第１の方向（２６）が、第１の信号源（２２）に割り当てられ、
   前記第１の方向（２６）にアライメントされた第１の指向性信号（３０）が、前記第１の入力信号（１６）及び前記第２の入力信号（１８）に基づいて形成され、
   少なくとも前記第１の指向性信号（３０）の信号成分（３４）が、その種類を考慮して予め決定された有用信号源（６）からの有用信号の存在に関して分析され、
   前記有用信号源（６）のスペクトル特性（３８）が、前記有用信号の存在に関する少なくとも前記第１の指向性信号（３０）の前記信号成分（３４）の前記分析のために予め決定され、
   確率値（４０）が、前記第１の指向性信号（３０）に含まれる前記スペクトル特性（３８）に適合する信号成分に関して確認され、前記確率値（４０）が所定の第１の閾値を超えると、前記有用信号の存在が推測される、方法（１）。
2. 前記有用信号が前記第１の指向性信号（３０）中に存在する場合に、前記有用信号源（６）の位置が、前記第１の入力信号（１６）及び前記第２の入力信号（１８）に基づいて確認され、前記有用信号源（６）の前記位置の変化が確認された場合に、前記第１の指向性信号（３０）が、前記有用信号源（６）の前記位置の方向にアライメントされる、請求項１に記載の方法（１）。
3. 前記有用信号が前記第１の指向性信号（３０）中に存在する場合に、前記有用信号源（６）の位置が、継続的に更新される、請求項１又は２に記載の方法（１）。
4. 前記補聴器（２）が起動される前に、前記スペクトル特性（３８）が、前記補聴器（２）のデータベースに保存される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法（１）。
5. 前記補聴器（２）のユーザ（４）が、前記補聴器の動作中に、ユーザ入力によって前記有用信号源（６）の前記有用信号を識別し、前記スペクトル特性（３８）が、前記第１の指向性信号（３０）に基づいて確認され、データベースに保存される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法（１）。
6. 前記補聴器（２）の動作中に、前記第１の信号源（２２）の信号が、有用信号として識別され、前記第１の信号源（２２）が、有用信号源（６）として予め決定され、
   前記有用信号源（６）の前記スペクトル特性（３８）が、前記第１の指向性信号（３０）に基づいて確認される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法（１）。
7. 出力信号（４４）が、前記第１の指向性信号（３０）に基づいて形成され、前記出力信号が、前記補聴器（２）の少なくとも１つの出力トランスデューサ（４６）によって、音声信号（４８）に変換される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法（１）。
8. 特定の話者が、有用信号源（６）として予め決定され、前記話者の人間のスピーチ信号が、有用信号として予め決定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法（１）。
9. 個々の補正パラメータ（５０）が、前記特定の話者の前記スピーチ信号に関して予め決定され、
   前記特定の話者の前記スピーチ信号が前記第１の指向性信号（３０）中に存在する場合に、前記第１の指向性信号（３０）及び／又は前記出力信号（４４）に組み込まれる中間信号が、前記個々の補正パラメータ（５０）に基づいて補正される、請求項８に記載される方法（１）。
10. 前記特定の話者の前記個々の補正パラメータ（５０）が、前記補聴器（２）が起動される前に、前記補聴器（２）のデータベースに保存され、及び／又は前記特定の話者の前記個々の補正パラメータが、前記第１の指向性信号（３０）及びユーザ入力に基づいて確認され、データベースに保存される、請求項９に記載の方法（１）。
11. 少なくとも前記第１の指向性信号（３０）の信号成分が、外部ユニットに転送され、
    前記第１の指向性信号（３０）の前記信号成分が、前記外部ユニットにおいて、その種類を考慮して予め決定された前記有用信号源（６）の前記有用信号の存在に関して分析され、
    前記第１の指向性信号（３０）の前記分析の結果が、前記補聴器に送信される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法（１）。
12. 前記第１の指向性信号（３０）が、時間周波数領域（ＴＦＤ）に変換され、及び／又は前記第１の指向性信号（３０）の個々の期間が、時間領域及び／又は前記時間周波数領域（ＴＦＤ）において、信号対雑音比（ＳＮＲ）に関して分析され、
    所定の第２の閾値を超える信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する期間のみが、前記有用信号の存在の前記分析に有用される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法（１）。
13. 前記割り当てに関する前記第１の方向（２６）が、前記第１の入力信号（１６）及び前記第２の入力信号（１８）に基づいて確認される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法（１）。
14. それぞれの固定中心角及び所定の角度幅を有する複数の角度依存方向特性が、前記第１の入力信号（１６）及び前記第２の入力信号（１８）に基づいて形成され、
    前記角度依存方向特性それぞれにおける信号成分が、前記第１の信号源（２２）からの信号の存在に関して分析され、
    前記角度依存方向特性それぞれに対応する固定中心角が、第１の方向（２６）として、ある特定の角度依存方向特性において確認された第１の信号源（２２）に割り当てられる、請求項１３に記載の方法（１）。
15. 前記角度依存方向特性それぞれが、少なくとも２つの条件によって決定されるノッチ形状感度特性によって、前記感度特性の中心角及び角度幅がそれぞれ前記少なくとも２つの条件によって設定されるようにそれぞれ予め決定され、前記角度依存方向特性それぞれにおける前記信号成分が、前記感度特性による相対的減衰に基づいて、前記第１の信号源（２２）からの前記信号の存在に関してそれぞれ分析される、請求項１４に記載の方法（１）。
16. 第２の方向（２８）が、第２の信号源（２４）に割り当てられ、
    前記第２の方向（２８）にアライメントされた第２の指向性信号（３２）が、前記第１の入力信号（１６）及び前記第２の入力信号（１８）に基づいて形成され、
    出力信号（４４）が、前記第１の指向性信号（３０）及び前記第２の指向性信号（３２）に基づいて形成され、前記出力信号が、前記補聴器（２）の少なくとも１つの出力トランスデューサ（４６）によって、音声信号（４８）に変換される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法（１）。
17. 前記第１の指向性信号（３０）及び前記第２の指向性信号（３２）が、重ね合わせとして、前記出力信号（４４）に組み込まれる、請求項１６に記載の方法（１）。
18. 少なくとも前記第２の指向性信号（３２）の信号成分が、有用信号の存在に関して分析され、
    前記重ね合わせにおける前記第１の指向性信号（３０）に対する前記第２の指向性信号（３２）の重み付けが、前記第２の指向性信号（３２）における有用信号の存在に基づいて実施される、請求項１７に記載の方法（１）。
19. 少なくとも、周囲の音声信号（１４）から第１の入力信号（１６）を生成する第１の入力トランスデューサ（１０）と、前記音声信号（１４）から第２の入力信号（１８）を生成する第２の入力トランスデューサ（１２）と、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法（１）を実行するように構成された信号処理ユニットとを含む、具体的には両耳補聴器である、補聴器（２）。

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