JP3045149B2 - 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム - Google Patents

指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム

Info

Publication number
JP3045149B2
JP3045149B2 JP20175898A JP20175898A JP3045149B2 JP 3045149 B2 JP3045149 B2 JP 3045149B2 JP 20175898 A JP20175898 A JP 20175898A JP 20175898 A JP20175898 A JP 20175898A JP 3045149 B2 JP3045149 B2 JP 3045149B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
hearing aid
microphone
signal
collected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP20175898A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000032597A (ja
Inventor
隆一 石下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP20175898A priority Critical patent/JP3045149B2/ja
Publication of JP2000032597A publication Critical patent/JP2000032597A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3045149B2 publication Critical patent/JP3045149B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/4012D or 3D arrays of transducers

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、あらゆる方向から
の音をよりよく聞かせると同時に、音の方向知覚、音源
定位を容易に行うことが可能な補聴システムに関する。
補聴器においては、通常マイクロフォンとイヤフォンが
対になっており、一つのマイクロフォンで集音した音を
処理し、聞かせる構造になっている。したがって、音の
方向感覚が狂い、正しい音源定位が出来なくなる。これ
は、一つのマイクロフォンで集音したオーケストラ等の
音楽をヘッドフォンで聞いた場合、音の空間的広がりを
知覚することが出来ないことと同じ理由による。
【0002】音波検出素子を複数個使用し、到来した音
波を電気信号に変換し、この変換電気信号の振幅および
位相を適宜変更してさらに複数の信号を重畳するなどの
処理によって音源の移動に追従して受音方向を変化せし
めるマイクロフォン装置が開示されている(例えば特開
平3-46498 号公報、特開平6−261388号公報)。しか
し、これらの技術は大規模なマイクロフォン装置に関す
るものであり、そのまま補聴器に適用することはできな
い。
【0003】また、同様に複数のマイクロフォンにより
取り込んだ2 チャンネルの信号波形をフィルタによって
複数の周波数成分に分割し、その後複数の信号波形の発
生時刻を勘案しながら加算することにより、任意の方向
からの音波を選択的に抽出する方法も開示されている
(特開平7−39000 号公報)。しかし、補聴器を用いた
場合、音の方向感覚が狂い、ユーザーにとっては雑音と
なる余計な音も同様のレベルで増幅される場合が多い。
また、単一のマイクロフォンで集音した後の信号に、ど
のような処理を加えても、これらの問題を根本的に解決
することは困難であり、未だ補聴器使用者の音の方向感
覚の知覚は実現されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の欠点を解消して、聞こえ方が改善され、あら
ゆる方向からの音をよりよく聞かせると同時に、音の方
向知覚、音源定位を容易に行うことが可能な補聴システ
ムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、少なく
とも3個以上の指向性マイクロフォンからなるマイクロ
フォンアレイを用いて音信号を集音し、そられに対しデ
ィジタル信号処理を施し、聞こえの改善をもたらし、音
の方向知覚、音源定位を容易とするディジタル補聴シス
テムによって解決される。
【0006】また、本発明の課題は、音信号を集音する
ための少なくとも3個以上の指向性マイクロフォンを備
えた入力部と、該マイクロフォンによって集音された音
声を信号処理するためのディジタル信号処理部と、該信
号処理回路の出力を音声出力に変換する出力部と、を具
備し、音の方向知覚、音源定位を容易とするディジタル
補聴装置によって有利に解決される。
【0007】本発明においては、複数の指向性マイクロ
フォンを用いて集音し、各マイクロフォンから外耳道入
口までの伝達関数を各マイクロフォンからの入力信号に
乗算し、それらの総和を取ることで、あらゆる方向から
の音をよりよく聞かせると同時に、音の方向知覚、音源
定位を容易に行うことが可能な補聴システムである。本
発明は、少なくとも3個以上の指向性マイクロフォンを
用いて集音した音に、頭部の伝達関数をかけ、それらの
総和を取ることで、音の方向感覚、音源定位を容易に
し、よりよい聞こえを実現するものである。さらに、使
用者(ユーザー)が各マイクロフォンの出力に乗算する
伝達関数を調整することで、特定の方向からの音のみ
を、容易に聞こえるようにするものである。
【0008】また、信号処理部における処理において、
マイクロフォンによって集音されたそれぞれの音信号に
対して、マイクロフォンから外耳道入り口までの伝達関
数ならびに頭部の伝達関数を乗算することができ、これ
らの伝達関数がユーザーによって適宜調整可能であると
さらに有利となる。
【0009】
【発明の実施例】図1 は、本発明にかかる新規な補聴シ
ステムの基本的構成を示すもので、以下添付図を参照し
つつ詳述する。本発明にかかる補聴システムは、音信号
の入力部1、入力部出力信号のA/D 変換部2、信号処理
部3、D/A 変換部4、イヤホン、ヘッドフォン等である
出力部5から構成される。本発明にかかる補聴システム
の各部の動作は以下の通りである。
【0010】入力部1は、黒丸で図示した少なくとも3
個以上、本実施例では15個の指向性マイクロフォンが集
合した、いわゆるマイクロフォンアレイからなり、周囲
から取り込んだ音信号を電圧信号に変換するものであ
る。A/D 変換部2は、上記複数の指向性マイクロフォン
からなるマイクロフォンアレイが取り込んだアナログ信
号をディジタル信号に変換するものである。これ自体は
周知の回路構成を採用することができる。
【0011】信号処理部3は、マイクロフォンアレイを
構成する各マイクロフォンからの入力信号に、まず伝達
関数H1 、H2 、…Hn を乗算し、次にそれらの総和を
取り、最後に個人の聴力、入力音の大きさに従って補聴
処理を施すものである。D/A 変換部4は、補聴処理が施
されたディジタル信号をアナログ可聴信号に変換信号す
るものである。
【0012】出力部5は、アナログ信号をイヤフォン、
ヘッドフォンなどを通し、ユーザーが聴取可能な音とし
て出力するものである。上記のように構成された本発明
の実施例の動作は以下の通りである。入力部1は、音源
定位、音の方向知覚を容易に可能とするため、少なくと
も3個以上の同じ特性を持つ指向性マイクロフォンから
なる、例えば帽子状に配置されたマイクロフォンアレイ
が集音し、アナログの電圧信号に変換し、A/D 変換部に
送出する。
【0013】A/D 変換部2は、上記マイクロフォンアレ
イ1からのアナログ信号を時分割でディジタル信号に変
換し、信号処理部3に送出する。変換する信号はユーザ
ーによって選択が可能であり、特定の方向からの音のみ
をA/D 変換することも可能である。信号処理部3は、A/
D 変換部2からのディジタルデータに対し、予め設定さ
れた伝達関数、もしくはユーザーにより設定された伝達
関数を掛け合わせる。これによって、各マイクロフォン
からの信号に重み付けをすることとなる。
【0014】次に、上記各マイクロフォンからの信号に
伝達関数を乗算したものの総和を取り、一つのディジタ
ル信号とする。このとき、各伝達関数による位相のずれ
などを考慮し、逆フィルタをかけることもできる。最後
に、聴力と入力音の大きさから、各ユーザーに適した補
聴処理を施し、ディジタルデータをD/A 変換部に送出す
る。なお、補聴処理とはダイナミックレンジ圧縮、周波
数圧縮、話速変換、音声強調、暗騒音除去のディジタル
信号処理を用いた、ユーザーの聞こえを改善する処理で
ある。
【0015】D/A 変換部4は、信号処理が施されたディ
ジタルデータをアナログ信号に変換し、出力部5を構成
するイヤフォン、ヘッドフォンの特性に合わせた電圧振
幅レベルに変換する。そしてこのアナログ信号を出力部
5に送る。出力部5は、D/A 変換部4においてアナログ
信号に変換されたデータを、イヤフォン、ヘッドフォン
等により音信号に変換し、ユーザーに聞かせる。
【0016】
【効果の説明】少なくとも3個以上のマイクロフォンに
より集音し、それぞれ信号に伝達関数をかけるため、音
源定位、音の方向知覚が容易になる。また、特定の方向
からの音のみを聞こえるようにすることで、例えば交通
の激しい道路際における会話で、道路側の音を遮断し、
対象の音源方向の音のみを強調することが可能である。
【0017】さらに、ある伝達関数と逆の特性を持つ伝
達関数をかけ、特定の方向からの成分を消去、強調する
ことも可能であり、ユーザーの聞こえの改善に効果を発
揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1 】本発明にかかる補聴システムの実施例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 入力部(マイクロフォンアレイ) 2 A/D変換部 3 信号処理部 4 D/A変換部 5 出力部

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも3個以上の指向性マイクロフ
    ォンからなるマイクロフォンアレイを用いて音信号を集
    音し、そられに対しディジタル信号処理を施し、聞こえ
    の改善をもたらし、音の方向知覚、音源定位を容易とし
    たことを特徴とするディジタル補聴システム。
  2. 【請求項2】 音信号を集音するための少なくとも3個
    以上の指向性マイクロフォンを備えた入力部と、該マイ
    クロフォンによって集音された音声を信号処理するため
    のディジタル信号処理部と、該信号処理回路の出力を音
    声出力に変換する出力部と、を具備し、音の方向知覚、
    音源定位を容易としたことを特徴とするディジタル補聴
    装置。
  3. 【請求項3】 前記信号処理部における処理において、
    マイクロフォンによって集音されたそれぞれの音信号に
    対して、マイクロフォンから外耳道入り口までの伝達関
    数を乗算することを特徴とする、請求項2に記載のディ
    ジタル補聴装置。
  4. 【請求項4】 前記信号処理部における処理において、
    マイクロフォンによって集音されたそれぞれの音信号に
    対して、頭部の伝達関数を乗算することを特徴とする、
    請求項2に記載のディジタル補聴装置。
  5. 【請求項5】 前記信号処理部における処理において、
    マイクロフォンによって集音されたそれぞれの音信号に
    対して、マイクロフォンから外耳道入り口までの伝達関
    数ならびに頭部の伝達関数を乗算することを特徴とす
    る、請求項2に記載のディジタル補聴装置。
  6. 【請求項6】 前記信号処理部における処理において、
    マイクロフォンによって集音されたそれぞれの音信号に
    対して、乗算される前記伝達関数が使用者によって調整
    可能である、ことを特徴とする、請求項2ないし5のい
    ずれかに記載のディジタル補聴装置。
JP20175898A 1998-07-16 1998-07-16 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム Expired - Lifetime JP3045149B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20175898A JP3045149B2 (ja) 1998-07-16 1998-07-16 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20175898A JP3045149B2 (ja) 1998-07-16 1998-07-16 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000032597A JP2000032597A (ja) 2000-01-28
JP3045149B2 true JP3045149B2 (ja) 2000-05-29

Family

ID=16446460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20175898A Expired - Lifetime JP3045149B2 (ja) 1998-07-16 1998-07-16 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3045149B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9807521B2 (en) 2004-10-22 2017-10-31 Alan J. Werner, Jr. Method and apparatus for intelligent acoustic signal processing in accordance with a user preference
US20060088176A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Werner Alan J Jr Method and apparatus for intelligent acoustic signal processing in accordance wtih a user preference
DE102007016433A1 (de) * 2007-01-11 2008-07-17 Rheinmetall Defence Electronics Gmbh Mikrofonanordnungen in kleinen akustischen Antennen
CN110312193A (zh) * 2019-08-09 2019-10-08 佛山博智医疗科技有限公司 助听器用声音辅助采集装置
CN113825079A (zh) * 2021-09-11 2021-12-21 武汉左点科技有限公司 一种助听器声波接受增强方法及装置
TWI825913B (zh) 2022-08-10 2023-12-11 中原大學 具有抗噪音與3d聲源辨識功能之助聽裝置
CN118400670B (zh) * 2024-06-21 2024-10-01 常州磊凡科技有限公司 具有可感知空间定位功能的听觉辅助装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000032597A (ja) 2000-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9571918B2 (en) Audio signal output device and method of processing an audio signal
US8873763B2 (en) Perception enhancement for low-frequency sound components
EP1194007B1 (en) Method and signal processing device for converting stereo signals for headphone listening
EP3020212B1 (en) Pre-processing of a channelized music signal
US11202161B2 (en) System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
JP4926704B2 (ja) オーディオステレオ処理方法、装置およびシステム
CA2357200A1 (en) Listening device
AU2015201124A1 (en) Transmission of a wind-reduced signal with reduced latency
JP3045149B2 (ja) 指向性マイクロフォンアレイを用いた補聴システム
JPH06233388A (ja) 補聴装置
JPH07212890A (ja) 車室内音場自動補正システム
KR200253605Y1 (ko) 서라운드 기능을 갖는 헤드폰
EP3432594A1 (en) Audio device with mems speaker
US20120076332A1 (en) Method and device for frequency compression with harmonic correction
JP2000261894A (ja) 騒音抑圧機能付き補聴器
JPH06269097A (ja) 音響装置
JPH0965483A (ja) 車室内周波数特性自動補正システム
JPH0937397A (ja) 音像定位方法及びその装置
CN116546416B (zh) 通过两个通道模拟三维环绕声音效的音频处理方法及系统
JPH05268700A (ja) ステレオ聴覚補助装置
JPH05316588A (ja) 実耳指向特性制御装置
JP4530423B2 (ja) 立体音用マイクロフォンおよび立体音再生装置。
JP2011010246A (ja) 音声変調器および音声データ変調器
JP3391616B2 (ja) 補聴器
JP2002262385A (ja) 音像定位信号の生成方法、及び音像定位信号生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090317

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120317

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140317

Year of fee payment: 14

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term