JP3329519B2 - ユーザ制御フィードバック除去機能を備えた視覚補助装置 - Google Patents

ユーザ制御フィードバック除去機能を備えた視覚補助装置

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JP3329519B2
JP3329519B2 JP18830293A JP18830293A JP3329519B2 JP 3329519 B2 JP3329519 B2 JP 3329519B2 JP 18830293 A JP18830293 A JP 18830293A JP 18830293 A JP18830293 A JP 18830293A JP 3329519 B2 JP3329519 B2 JP 3329519B2
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、聴覚補助装置のフィー
ドバックを適正な適応状態に於いて除去する方法と手
段、なおかつ、代替実施態様として、好ましくない暗騒
音をフィルタリングすることとフィードバックを除去す
ることを共に実施する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】ほとんどの人は、放声装置の音声フィー
ドバックに依って発生される、一般的に高いピッチの金
切り音について知っている。このフィードバック・ノイ
ズは、放声装置のスピーカーの音がマイクロフォンにフ
ィードバックする時に発生し且つ非制御信号拡大フィー
ドバック・ループで更に増幅される結果になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この同じ問題は、聴覚
補助装置、特に補聴器のユーザも知っている。補聴器の
場合、補聴器のスピーカー、補聴器の言い方ではレシー
バーの音は、空中を経由して、補聴器ハウジングを通る
か、またはユーザの耳または頭の組織、骨、または軟骨
を通って、補聴器のマイクロフォンに戻ることが分かっ
ている。補聴器の該音声フィードバックに依って発生さ
れる金切り音は、補聴器のユーザに大きな苦痛を与え、
その近くにいる人達にも苦痛を与える場合がある。
【０００４】普通、補聴器のユーザは、補聴器の増幅器
の利得を下げることに依って好ましくない音声フィード
バックを制御する。この対策は、しかし、ユーザの周囲
の音を増幅するという補聴器の趣旨に矛盾することは明
らかである。更に、小型の補聴器のボリュームを手動で
調整することは難しくて不便な場合が時々ある。この問
題を解決するために少なくとも１つの提案されている方
法が、Graupeなどのアメリカ特許 No.4,783,818 に開示
されている。
【０００５】Graupeなどの'818特許は、フィードバック
を除去し且つそれが再増幅されないようにする補聴器の
増幅器の前にフィルタリング回路を備えたシステムを開
示している。このシステムは、補聴器の増幅器が回路か
ら切り替えられ且つランダム・ノイズ・ゼネレーターが
レシーバー（スピーカー）をドライブするように作動さ
れるフィルター適応モードを搭載している。フィードバ
ック除去フィルターは、レシーバーの補聴器マイクロフ
ォンに依って受信される任意のフィードバックを除去す
るように適応するために適応モードで同時に作動され
る。
【０００６】補聴器の増幅器は、いちどフィルターの適
応が終了し且つフィルターがそのフィルタリングモード
に戻されると、回路に切り替えられて戻る。補聴器は、
従って、ユーザの周囲の増幅音から生成される可能性が
あるフィードバックを除去するように構成されている。
Graupeなどの'818特許に開示されているフィルター適応
モードは、システムの始動、または音声フィードバック
を示す増幅システムのダイナミックな他の変動に対応し
て作動される。ユーザの耳に補聴器を取り付けている時
に自然に発生する、システムの始動作用は、システムが
取付状態の最初の音声条件に自ら適応することを可能に
する。そこで、音声フィードバックのダイナミックな変
動は、補聴器が使用中の時に、システムがフィードバッ
クを除去するようにダイナミックに適応できる、或る予
め決められた基準が適合される場合に、適応モードもト
リガーすることができる。
【０００７】Graupeなどの'818特許に開示されているシ
ステムは変動するフィードバック条件に相応する或る調
整方式を示しているが、補聴器は、該調整が行われてい
る間に音を増幅するように作動できない。そこで、適応
モードは補聴器のユーザに依る連続的な聞き取りを妨げ
ることになる。更に、システムを再調整する必要性を検
出する回路は、制御されないフィードバックの増幅を導
く可能性をもつ条件の或るセットの検出に限定されるの
で、システムが或るフィードバック条件に対して鈍感に
なる恐れがある。
【０００８】更に、変動するフィードバック条件を検出
するために要求される回路は、システムを比較的複雑に
し且つ高価にする。補聴器のユーザに知られている別の
問題として、ユーザに関心のある信号に部分的にマスク
をかけてしまう可能性がある暗騒音の好ましくない増幅
があり、これは普通のスピーチにも存在する。この問題
に対する種々の対策が提案されてきた。
【０００９】特に、Graupeなどのアメリカ特許No.4,02
5,721（およびGraupeなどのアメリカ特許 No.4,185,168
、'721 Graupe 特許の一部継続）は、入力フィルター
がユーザ環境に於ける大半の暗騒音に連続して適応する
ようにデザインされている補聴器増幅器に入力からくる
好ましくない暗騒音をフィルタリングするシステムを開
示している。このシステムは、しかし、ユーザが聞き取
れる好ましくない悩ましい“ポンプ”音を生成する場合
がある。この“ポンプ”音および Graupe などの'721特
許に開示されているシステムに関連する他の問題の原因
は、引用される同時継続出願で説明される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】次に示されているよう
に、本発明は、効果的にフィードバックを除去するユー
ザ制御フィードバック除去のための装置および同じこと
を実施する方法を提供する。本発明の聴覚補助装置は、
聴覚補助装置の通常増幅モードを妨げずに、効果的なフ
ィードバック除去のための適応を可能にする。更に、本
発明の聴覚補助装置は、柔軟性に富んでいるので、ユー
ザが認識するフィードバック条件の全てに適応できる。
聴覚補助装置のユーザに補助装置の適応性を制御する機
能を与えることに依って、非常に優れた了解度が適応プ
ロセスに提供される。ユーザは特定の時にフィードバッ
クまたはノイズと考えられるものを知るだけである。更
に、或る時にフィードバックまたはノイズと考えられる
要素は、別の時に、環境で好ましい音声成分になる場合
もある。また、本発明は、別の実施態様で、フィードバ
ック除去と暗騒音フィルタリングが組み合わされている
装置および同じことを実施する方法を示している。
【００１１】本発明は、最初の入力成分を含んでいて且
つ聴覚補助装置から生じるフィードバック成分を含んで
いる音声環境で人に依って用いられるように適応される
聴覚補助装置を提供する。入力トランスジューサーは電
気入力信号を音声環境から生成する。信号プロセッサー
は、電気入力信号を処理して、処理された信号を生成す
る。レシーバーは処理された信号を受信し且つ処理され
た信号を音声出力信号に変換する。
【００１２】適応フィルターを備えた入力フィルター
は、信号プロセッサーに結合されて、フィードバック成
分を電気入力信号から、選ばれた適応可能なフィルタリ
ング特性を用いて除去する。適応フィルターに結合され
ているユーザ制御手段は、適応フィルターに、ユーザに
対応して処理された信号と電気入力信号に基づいて適応
可能なフィルタリング特性を選別して調整させる。
【００１３】好まれる実施態様に於いて、適応フィルタ
ーは、フィルタリング特性がほとんど収束されるまで高
速収束を与える第１の速度で、次に特性が収束されるま
で更に正確な収束を与える１つまたは複数の段階的な低
速の速度で、フィルタリング特性に急速に適応する手段
を具備している。別の実施態様で、本発明は、最初の入
力成分を備えていて且つ聴覚補助装置から生じるフィー
ドバック成分を備えた音声環境で人に依って用いられる
ように適応される聴覚補助装置を提供する。入力トラン
スジューサーは電気入力信号を音声環境から生成する。
電気入力信号を処理する信号プロセッサーは処理された
信号を生成する。レシーバーは処理された信号を受信し
且つ処理された信号を音声出力信号に変換する。
【００１４】信号プロセッサーに結合されている適応フ
ィルターを備えた入力フィルターは、フィードバック成
分を電気入力信号から、選別して適応可能なフィルタリ
ング特性を用いて除去する。信号プロセッサーとレシー
バーの間に結合されていて且つ適応フィルターに結合さ
れているプローブ手段は、予め決められたノイズ信号を
選別して生成する。ユーザ制御手段は、プローブ手段が
予め決められたノイズ信号を選別して生成し且つユーザ
に対応して処理された信号と電気入力信号に基づいて適
応可能なフィルタリング特性を適応フィルターに調整さ
せるために、適応フィルターとプローブ手段に結合され
ている。
【００１５】好まれる実施態様に於いて、ユーザ操作制
御は、プローブ発生器が、予め決められたノイズ信号か
ら生じる音声出力信号の成分を聴覚補助装置のユーザが
聞き取れないレベルで、しかし、入力信号がフィルタリ
ング特性の適応に十分に適したフィードバック成分のレ
ベルをもつように提供できる十分な強度で、予め決めら
れたノイズ信号を印加することを可能にする。
【００１６】別の実施態様に於いて、本発明は、最初の
入力成分を含んでいて且つ聴覚補助装置から生じるフィ
ードバック成分を含んでいる音声環境で人に依って用い
られるように適応される聴覚補助装置を提供する。入力
トランスジューサーは電気入力信号を音声環境から生成
する。入力フィルターはフィードバック成分を電気入力
信号から除去してフィルタリングされた入力信号を送
り、フィルターは基準信号に従ってフィードバック成分
を除去するように作動し且つ選別して適応可能なフィル
タリング特性を備えている。
【００１７】信号プロセッサーは、フィルタリングされ
た入力信号を処理して処理された信号を生成する。遅延
回路は、処理された信号を遅延して、遅延され処理され
た信号を生成する。レシーバーは処理された信号を受信
し且つ処理された信号を音声出力信号に変換する。基準
信号手段は、遅延され処理された信号を得て、それを用
いて基準信号を生成する。信号プロセッサーに結合され
ている適応フィルターはフィードバック成分を電気入力
信号から除去し、適応フィルターは選別して適応可能な
フィルタリング特性を備えている。適応フィルターに結
合されているユーザ制御手段は、適応フィルターに、ユ
ーザに対応して処理された信号と電気入力信号に基づい
て適応可能なフィルタリング特性を選別して調整させ
る。
【００１８】別の代替実施態様に於いて、本発明は、最
初の入力成分を含んでいて且つ聴覚補助装置から生じる
フィードバック成分を含んでいる音声環境で人に依って
用いられるように適応される聴覚補助装置を提供する。
入力トランスジューサーは電気入力信号を音声環境から
生成する。フィルターは、入力信号を受信し、なおか
つ、選ばれたフィードバック信号成分をフィードバック
基準信号に従って入力信号から除去して、フィルタリン
グされた入力信号を生成する。信号プロセッサーは、フ
ィルタリングされた入力信号を処理して、処理された信
号を生成する。第１遅延回路は処理された信号を受信し
且つ遅延され処理された信号を生成する。
【００１９】プローブ発生器は予め決められた信号を生
成する。プログラム設定可能な利得をもつ第１加算増幅
器は、信号の制御される混合成分を含んでいる出力信号
を生成する。第１加算増幅器の出力に接続されているレ
シーバーは出力信号に対応する出力音を生成する。第２
加算増幅器は信号の制御される混合成分を生成する。第
２遅延回路は第２加算増幅器の出力を受信し且つフィー
ドバック基準信号を生成する。ユーザ制御手段はユーザ
に対応するユーザ作動信号を選別して生成する。
【００２０】入力フィルターと第１と第２の加算増幅器
に接続されている適応フィルターはフィルターのフィル
タリング特性の適応性を制御し、適応フィルターはユー
ザ作動信号のための入力を含んでいて、適応フィルター
は、(i) 第１加算増幅器が予め決められた信号を出力信
号に混合して、入力信号が出力トランスジューサーとマ
イクロフォンの間のフィードバック・パスから誘導され
る予め決められた信号に対応する既知のフィードバック
成分を含むようにし、(ii)第２加算増幅器が予め決めら
れた信号をその出力に混合して、基準信号がその遅延さ
れた成分を含むようにし、(iii) 入力フィルターのフィ
ルタリング特性が入力信号の既知のフィードバック成分
に従って急速に適応し、なおかつ、フィードバック基準
信号とエラー信号がフィルタリングされた入力信号から
抽出されて、入力フィルターが入力信号のフィードバッ
クを除去するように作動するフィードバック・パスの特
性にフィルタリング特性が適応されるようにするため
に、ユーザ作動信号に対応している。
【００２１】代替実施態様に於いて、本発明はフィード
バック除去機能とノイズフィルタリング装置を具備する
聴覚補助装置を提供する。マイクロフォンは入力信号を
生成する。入力フィルターはフィードバック成分と好ま
しくないノイズを入力信号から除去してフィルタリング
された入力信号を生成し、フィルターは基準信号に従っ
てフィードバック成分を除去するように作動し且つ選別
して適応可能なフィルタリング特性を備えている。増幅
器はフィルタリングされた入力信号を増幅して処理され
た信号を生成する。遅延回路は処理された信号を遅延し
て、遅延され処理された信号を生成する。
【００２２】遅延回路に接続されている出力トランスジ
ューサーは遅延され処理された信号に対応する出力信号
を生成する。基準信号手段は、遅延され処理された信号
を得て、それを用いて基準信号を生成する。適応フィル
ターは聴覚補助装置のユーザに依って作動される信号に
対応してフィルターのフィルタリング特性に急速に適応
する。適応フィルターは、予め決められた信号を遅延さ
れ処理された信号に加えて、出力トランスジューサーに
既知の成分を含んでいる出力信号を生成させて、既知の
成分がフィードバック・パスを経由してマイクロフォン
に移動するようにし、入力信号が既知の成分に対応する
既知のフィードバック成分を含むようにするために、急
速適応中に作動できるプローブ発生器と、プローブ発生
器から既知の成分に対応するフィードバック基準信号と
好ましくないノイズ基準信号を入力信号から得てそれら
を基準信号に加え且つそこでは基準信号が遅延され処理
された信号と入力信号の既知の成分と好ましくないノイ
ズ基準信号を含んでいる手段と、エラー信号をフィルタ
リングされた入力信号から得るエラー信号手段と、なお
かつ、フィルターがユーザに依って制御される時にユー
ザ環境のほとんどのノイズ条件とフィードバック・パス
の特性に相応して適応されていて、好ましくないノイズ
が入力信号のほとんどを占めている時に、急速適応が作
動される場合に、フィルターが入力信号の既知のフィー
ドバック成分を除去し且つ好ましくないノイズをフィル
タリングするために、基準信号とエラー信号に対応して
フィルタリング特性の適応性を制御する手段を搭載して
いる代替実施態様に於いて、本発明はフィードバック成
分を除去する方法を提供する。電気入力信号は最初の入
力成分を含んでいて且つフィードバック成分を含んでい
る音声環境から生成される。電気入力信号は処理された
信号を生成するために処理される。レシーバーは処理さ
れた信号を受信し且つ処理された信号を音声出力信号に
変換する。フィードバック成分は、選択的に適応可能な
フィルタリング特性を備えた適応フィルターを用いて電
気入力信号から除去される。適応フィルターは、ユーザ
に対応して処理された信号と電気入力信号に基づいて適
応可能なフィルタリング特性を選択的に調整する。
【００２３】代替実施態様に於いて、本発明は聴覚補助
装置の入力信号のフィードバックを除去し且つ好ましく
ないノイズをフィルタリングする手段を提供する。入力
フィルターは、基準信号に従って入力信号からフィード
バック成分を除去し、聴覚補助装置に依る増幅のために
フィルタリングされた入力信号を提供するように作動さ
れ、フィルターは適応可能な特性を備えている。フィル
タリングされた入力は、増幅されて、処理された信号を
生成する。基準信号は、処理された信号から得られて、
入力フィルターに送られる。フィルタリング特性はシス
テムのユーザに依って制御される時に急速に適応され
る。
【００２４】急速適応は、予め決められた信号をシステ
ムの出力に送って、予め決められた信号がフィードバッ
ク・パスを経由して聴覚補助装置の入力に移動するよう
にして、入力信号が予め決められた信号に対応する既知
のフィードバック成分を含むようにし、なおかつ、基準
信号に急速適応中に予め決められた信号に対応する成分
を含む信号と好ましくないノイズに対応する成分を含ん
でいる入力信号から得られた信号を加えて、基準信号が
処理された信号と予め決められた信号とフィルタリング
特性の適応中に於ける入力信号からの成分を含むように
し、なおかつ、フィルタリング特性に適応する際に用い
られるエラー信号、フィルタリングされた入力信号から
抽出されたエラー信号を受信し、なおかつ、基準信号と
エラー信号に従ってフィルタリング特性に急速に適応し
て、フィルタリング特性が適応時に入力信号のフィード
バック・パスと好ましくないノイズの特性に従って入力
信号から既知のフィードバック成分を除去し且つ好まし
くないノイズをフィルタリングするように適応されるよ
うにする。
【００２５】
【実施例】図１を見ると、聴覚補助装置10はユーザの耳
12に組み込まれている“後耳”の補聴器となるように図
示されている。好まれる聴覚補助装置10は聴力に障害の
ある人達を主として意図された補聴器であるが、他のタ
イプの聴覚補助装置も想定されている。例は、高騒音環
境または或る高いレベルの了解度のスピーチが希望され
る他の環境の人達に依って用いられることを意図された
耳覆いを具備している。他のタイプの補聴器も想定され
ている。本発明と同じように作動する装置も“内耳”補
聴器と“内管”補聴器になると考えられる。聴覚補助装
置10はハウジング14に組み込まれている。マイクロフォ
ン16は、音声信号、例えば聴覚補助装置10の着用者の周
囲から発生する音を受信する位置でハウジング14に組み
込まれている。
【００２６】レシーバー18はハウジング14に組み込まれ
ているので、それは、好都合にイアーピース20を経由し
て、増幅された音を着用者の耳12に伝えることができ
る。スイッチ22、好ましくはプッシュボタン・スイッチ
は、ユーザが触れることができるハウジング14の外側に
組み込まれている。スイッチ22は、聴覚補助装置10のユ
ーザが、聴覚補助装置10の機能を制御して、聴覚補助装
置10のユーザの周囲から発するフィードバックを除去す
るように適応することを可能にする。
【００２７】図２はユーザの耳12の周囲で作動する聴覚
補助装置10の図解／ブロック図である。聴覚補助装置10
は音声信号（音）をユーザの周囲から受信する。ユーザ
の音声環境には、関心のある信号、例えば、スピーチを
含んでいる音声入力信号24と、フィードバック信号26が
含まれている。これらの信号は一般的に音声信号なの
で、それらは“波状の”線で表されている。
【００２８】フィードバック信号26は、補聴器のスピー
カー、聴覚補助装置10のレシーバー18から放出する音声
出力信号28から生成する。音声出力信号28は、聴覚補助
装置10の周囲に、聴覚補助装置10のハウジング14（図１
に図示されている）を経由して、ユーザの身体組織に、
空中、または任意のそれらの組み合わせを経由して戻
る。このプロセスで、音声出力信号28は、その最初の条
件から、減衰され、変形され、または変質される。この
プロセスは、伝達関数 H f を備えたフィードバック・パ
ス30として図２に図示されている。
【００２９】従って、好ましい音声入力信号24と好まし
くないフィードバック信号26は共にマイクロフォン16に
現れ且つ聴覚補助装置10により処理されるように使用で
きる。聴覚補助装置10は、好ましい変形を音声入力信号
24に提供するように一般的に用いられる信号プロセッサ
ー32を具備している。この変形は伝達関数 H s として表
されている。例えば、補聴器の実施態様に於いて、信号
プロセッサー32はユーザの聴力障害を補償するために必
要な周波数で選別した増幅を提供すると思われる。
【００３０】別の例に於いて、信号プロセッサー32は、
聴力障害のないユーザに高い了解度を与える好ましい信
号処理機能を提供すると思われる。信号プロセッサー32
は、Mangold などのアメリカ特許 No.4,425,481 の信号
プロセッサー、または Engebretsonなどのアメリカ特許
No.4,548,082 の補聴器、信号供給装置、聴力障害を補
償するシステム、および方法に示されているデザイン、
または補聴器アプリケーションに於いて入力信号の増幅
に適した任意の他の既知のデザインでありうる。代わり
に、信号プロセッサー32は単純に増幅器でありうる。
【００３１】適応フィルター34と加算ジャンクションか
ら構成する入力フィルターは聴覚補助装置のフィードバ
ックを除去するように適応する。適応フィルター34は信
号プロセッサー32の出力を入力として受信する。適応フ
ィルター34の出力は、この出力がマイクロフォン16によ
って送られる電気信号から減算される加算ジャンクショ
ン36に送られる。適応フィルター34には、適応フィルタ
ー34のフィルタリング特性に適応するために用いられる
信号プロセッサー32の電気入力信号も送られる。適応フ
ィルター34の接続とオペレーションは、ここで述べられ
るように従来の技術では普通のことである。聴覚補助装
置を用いるフィードバックに於ける適応性フィルタリン
グは、周知のことであり、なおかつ、Bustamante, Dian
e K., Worrall, Thomas L.とWilliamson, Malcolm J.,
の補聴器の音声フィードバックの測定と適応抑制、ICAS
SP 1989 会報 pp. 2017-2020, IEEE (1989) に説明され
ていて、なおかつ、それはここで引例により包含されて
いる。ユーザ操作制御38は適応フィルター34を制御する
ために与えられている。或る好まれる実施態様では、ユ
ーザ操作制御38は、スイッチ22、好ましくはプッシュボ
タン・スイッチになる。適応フィルター34は、フィード
バック信号26がユーザ環境に多く存在する時に、フィー
ドバック信号26を聴覚補助装置の信号処理パスから除去
するように効果的に適応する。
【００３２】すなわち、フィードバック信号26が音声信
号24より遥かに大きい時に、または音声信号24が環境に
存在しない時に，適応フィルター34は、既知の適応性フ
ィルタリング方法と技術に従って，加算ノード36に於け
るフィードバック信号26と実質的に等しい信号を除外す
るために，伝達関数H a に容易に調整される。これは、フ
ィードバック信号26を聴覚補助装置10の処理パスから効
果的に除去し，なおかつ、フィードバック信号26がレシ
ーバー18に依って再生されることを防止し且つユーザの
耳12に到達することを防止する。
【００３３】ユーザ操作制御38は、聴覚補助装置10のユ
ーザが適応フィルター34の適応を或る状態又は或る条件
の場合にだけ実施できるように与えられている。適応フ
ィルター34は，フィードバック信号26を信号処理パスか
ら除去するように聴覚補助装置10で常に作動できる。し
かし、適応フィルター34がそのフィルタリング特性すな
わち適応性を変えることは常に望まれているわけではな
い。音声信号24が環境に多く存在する時に，適応フィル
ター34の適応は好ましい信号，すなわち音声信号24を除
去する傾向を示す。従って、ユーザは、適応フィルター
が適応する時に、聴覚補助装置10の適応中の時間または
間隔を選択するために、ユーザ操作制御38を使用でき
る。普通，ユーザは，フィードバック信号26がユーザ環
境の音声信号24よりも優勢である時間または状態を選択
する。
【００３４】図３は聴覚補助装置10の代替実施態様を示
している。図３の聴覚補助装置10は、プローブ発生器40
と加算ノード42を加えていることを除けば図２の聴覚補
助装置10と同じである。比較的静かな期間に於いて、ま
たは環境に音声信号24の僅かな成分が存在する時にフィ
ードバック信号26に更に効果的に適応するために、ユー
ザは、ユーザ操作制御38を用いて、適応フィルター34を
そのフィルタリング特性に適応させ且つプローブ発生器
40に加算ノード42の信号プロセッサー32の出力と加算さ
れる予め決められた信号44を導かせることができる。こ
れは、予め決められた成分をマイクロフォン16のフィー
ドバック信号26にフィードバックされる音声出力信号28
に送る。フィードバック信号26に於ける予め決められた
信号44の存在は、環境からの音声信号24がない時に、フ
ィードバック信号26を環境から除去するために、そのフ
ィルタリング特性に適応する際に適応フィルター34を支
援する。好都合には、プローブ発生器40はまた、予め決
められた信号46を適応フィルター34に直接印加して、適
応プロセスを支援する。
【００３５】図４は本発明に従う聴覚補助装置10の代替
実施態様を示している。聴覚補助装置10は、マイクロフ
ォン16、適応フィルター58を備えた入力フィルター48、
信号プロセッサー32、遅延回路50、加算ノード52、レシ
ーバー18、プローブ発生器40、加算ノード54、遅延回路
56、ユーザ・スイッチ入力24a に依って制御されて図示
されているユーザ操作制御60を具備している。加算ノー
ド52と54はプログラム設定可能な利得を備えているの
で、入力信号の混合が制御されることができる。好まれ
る実施態様に於いて、ユーザ操作制御60は、加算ノード
52と加算ノード42とプローブ発生器40の利得を制御す
る。図４にフィードバック・パス30と加算ジャンクショ
ン62が図解されている。加算ジャンクション62は関係の
あるフィードバック信号26と音声信号24の環境に於ける
結合を図解している。
【００３６】フィードバック信号26と音声信号24は共に
マイクロフォン16に印加される。マイクロフォン16は、
入力フィルター48に依ってフィルタリングされ次に信号
プロセッサー32に印加される対応する電気入力信号y(n)
を生成する。信号プロセッサー32の出力は、遅延回路50
で遅延され次に加算ノード52に印加され、その出力はレ
シーバー18に印加される。レシーバー18は補聴器ユーザ
のためにフィルタリン グされた音28を生成する。遅延回
路50の出力も加算ノード54に印加され、それは順にその
出力を遅延回路56に印加する。遅延回路56の出力、信号
d(n)は、入力フィルター48の内部に組み込まれている適
応フィルター58の基準入力に印加される。更に詳細に次
に説明されるように、適応フィルター58は基準信号d(n)
に対応する出力信号x(n)を提供する。出力x(n)は、加算
ノード64に於いて、y(n)の入力信号から減算される。正
しく適応される時に、適応フィルター58は、信号y(n)の
フィードバック成分が加算ノード64で減算されるので、
信号プロセッサー32に印加される信号にはフィードバッ
クが実質的にないので、フィードバックの増幅を実質的
に防止することになる。プローブ発生器40は、予め決め
られた信号66、好都合には、既知の広帯域ノイズ信号
を、適応フィルター58で使用するために生成する目的の
ために与えられている。更に詳細に次に説明されるよう
に、プローブ発生器40のノイズ信号出力は、レシーバー
18の出力で既知の広帯域音を与えるために、加算ノード
52を経由してレシーバー18に印加される。ノイズの成分
はフィードバック・パス30を通ってマイクロフォン16に
進み、そこで、それはフィードバック成分26を信号y(n)
に寄与させる。プローブ発生器40は同じ信号68を遅延回
路56に加算ノード54を経由して送る。遅延回路56は順に
遅延された信号d(n)を適応フィルター58の基準入力に送
る。適応フィルター58は、加算ノード64の出力から抽出
される、エラー信号e(n)に対応してその特性を適応す
る。遅延回路50はフィードバック・パスのフィードバッ
ク信号とマイクロフォン16に達する音声信号との相関関
係を分離するために与えられているが、遅延回路56はフ
ィードバック・パスの純粋な遅延と整合するために与え
られている。これは、適応フィルター58のエラー信号入
力に印加されるエラー信号e(n)が、関係のある音声信号
プラス加算ノード64を通る任意の除去されないフィード
バック信号に実質的に比例するようにする。遅延回路50
により導入される遅延は数ミリ秒以上のオーダーが好都
合であるが、遅延回路56からの遅延は、レシーバーから
入力信号に戻る時にフィードバックの純粋な遅延と整合
するように調整されるので、１または２ミリ秒のオーダ
ーになる。
【００３７】ここで図５を見ると、図４の聴覚補助装置
に於けるフィルター58としての使用に適した適応フィル
ター70の例が図解されている。適応フィルター70は入力
データd(n)72を受信する。入力データd(n)はブロック74
で予備処理される。予備処理の次に、どんな場合でも、
適応フィルター70は、複数のタップ 1,2,3...Nと複数の
対応するタップ係数 C(1),C(2),C(3)...C(N)を含んでい
る。動作時に、タップは、データ U(n)=[u(n),u(n-1),u
(n-2)...u(n-N+1)] のベクトルを時間ｎで保持する。デ
ータ・ベクトルU(n)は基準信号入力d(n)から得られる。
各々タップ係数C(N)はタップ係数ベクトル H a (n)=[ h
a (n,1), h a (n,2), h a (n,3)... h a (n,N)]のエレメン
トに対応している。フィルター58は、データ・ベクトル
U(n)と係数ベクトル H a (n) に於いて対応するエレメン
トを掛け算する手段を具備して、対応する積ベクトル P
(N)=[P(1),P(2),P(3)...P(N)] を与える。この積ベクト
ルはフィルター出力信号x(n)を与えるために時間ｎで加
算される、ここで、x(n)=[H a (n)]tU(n) であり、ｔは
ベクトル転置に等しい。適応フィルター70は、従って、
任意の与えられた時間ｎに作動して、基準信号d(n)とタ
ップ係数ベクトル H a (n) の関数であるフィルター出力
信号x(n)を供給する。
【００３８】フィルター58が適応する時に、更に詳細に
次に説明されるように、Ha係数ベクトルは、フィルター
のそのエラー信号入力に達するエラー信号e(n)を最小に
するために更新される。係数ベクトルは、y(n)、すなわ
ち時間ｎの時の音声信号プラスフィードバックとx(n)、
すなわち適応フィルター58の出力との間の差の２乗、す
なわちe(n) 2 の期待値を最小にするために更新され、こ
こで e(n)=y(n)-x(n)である。時間 n+1で更新された係
数ベクトルについて最小平均２乗(LMS) 適応を用いて、
H a (n+1) は、 H a (n+1) = h(n) +μ x e(n) x U(n)に
より計算される。ここでμはフィルターの適応速度を制
御する適応パラメータである。極性または符号−符号(s
ign-sign) 適応を用いると、それは H a (n+1) =｛ H a
(n) + ux ( sign[e(n) x U(n)] ｝に依って計算され
る。この式で“x ”は掛け算を表している。
【００３９】聴覚補助装置10は、フィードバック除去必
要条件に適合するように、フィルター58の適応を与える
ために、３つの基本モードの任意の１つで作動できる。
或るモードのオペレーションに於いて、適応はユーザ操
作制御60によるユーザ作動になり且つ急速に作動され
る。ユーザによるスイッチ作動の直後の急速適応中に、
プローブ発生器40はユーザ操作制御60により立ち上げら
れ、なおかつ、加算ノード52の利得は、既知のフィード
バック信号を増幅器の出力と混合するために、ユーザ操
作制御60によってセットされる。
【００４０】出力遅延回路50からの寄与は一定に保たれ
る。実質的な影響は、フィードバック・パスの周波数応
答の正確な識別を可能にするために、ハイ・レベルのプ
ローブ・ノイズを与えるようにセットされる。聴覚補助
装置の最大出力を下回る約40dBの既知のフィードバック
信号の強度が適当であると見られている。同時に、適応
フィルタ58の適応制御パラメータμは、振動性のフィー
ドバックが既に生じている場合にそれを止めるための高
速収束と適応を与えるように、ユーザ操作制御60により
比較的大きな値に設定される。フィルターがほぼ収束す
ると、μは小さい値に減少されるので、適応は正確な収
束を作り出すために低速の速度で進行する。
【００４１】この急速適応間隔は好都合に約１秒以下に
なるようにデザインされている。前述の２段階適応は、
μが大きい値を保つ時に、フィルターがほぼ完全に収束
され且つ適応プロセスそのものが好ましくないノイズと
歪みを信号に加えると、フィルターは適応を続けるので
好ましいことである。適応の後の段階の小さいμの値
は、更に正確な収束を可能にし且つ好ましくないノイズ
と歪みを減少する。２段階適応プロセスは急速で且つ正
確な収束を十分に提供すると考えられるが、３段階以上
も希望または要求される場合に使用されることができる
ので、発明は２段階プロセスに限定されるわけでない。
複数の段階の適応は、符号−符号演算が用いられる時に
特に重要になる、何故ならば、適応速度と適応ノイズは
μの大きさに全体的に依存し、LMS を用いるとe(n)の大
きさも適応速度と適応ノイズに影響するからである。
【００４２】どんな場合でも、急速適応間隔が終了する
と、レシーバー18に印加されていた既知のフィードバッ
ク信号はオフに切り替えられるか或いは非常に低いレベ
ルにセットされ、そのオペレーションの他のモードに従
って、聴覚補助装置は、次に説明されるように作動する
ようにセットされる。聴覚補助装置10は、フィルター58
がフィルターの特性の変動に相応して調整するように連
続して適応する低速適応モードで作動するユーザ操作制
御60によってもセットされることができる、または急速
または低速適応モードが再始動される時までフィルタリ
ング係数が固定または凍結された状態でセットされるか
も知れない。低速適応モードに於いて、フィルター58の
適応パラメータμは比較的小さい値にセットされ、なお
かつ、加算ノード52の利得はレシーバー18にアプリケー
ションに適した非常に低いプローブ・フィードバック信
号を与えるように調整される。
【００４３】好都合に、しかしそれに限定せずに、急速
適応は低速適応の速度より約32倍はやくなる。理想的に
は、既知のフィードバック信号は、それを補聴器のユー
ザが聞くことができないが、適応フィルターが収束され
た状態を保つことができるようにフィードバック・パス
を十分に励振できる信号を送る十分な高さに調整され
る。一般的に、最大聴覚補助装置出力から約60dB低い既
知のフィードバック信号強度が、この趣旨に適している
と考えられている。しかし、フィードバック信号が聞き
取れない速度にまで十分に減速されることができない場
合、例えば或る周波数をほぼ日常的に感じる補聴器のユ
ーザのケースに於いて、それは低速適応中にオフに切り
替えられることができる。
【００４４】フィードバック信号がオフの時に、収束に
必要とされる広帯域信号は、スピーチまたは他の適当な
周囲の音から得られる。しかし、スピーチまたは他の広
帯域信号がマイクロフォンに現れない間隔の間に、フィ
ルター58は発散する。従って、低速適応が与えられてい
るけれども、プローブ発生器40がオフに切り替えられて
いるケースに於いて、ユーザ操作制御60は、信号レベル
を１つまたは複数の補聴器チャンネルでモニターする回
路を好都合に搭載しているので、指定しきい値を越える
広帯域入力の不在を検出できる。そのような間隔の間
に、ユーザ操作制御60は、プローブ18と加算ノード52を
自動的に作動させ、フィルターを再収束させるのに充分
な長さの、短くて一定の間隔の間、低レベルの既知のフ
ィードバック信号を供給し、それから再びオフにされ
る。
【００４５】低速適応動作中に、聴覚補助装置10は補聴
器のユーザのために周囲の音を普通に増幅する。従っ
て、低速適応動作は、係数が凍結されている場合にフィ
ルターの不整合とフィードバックの漏洩を事実上生成す
るフィードバック・パスの小さな遅い変動を、適応フィ
ルター58が連続して追従することを可能にするので、ユ
ーザ作動急速適応間隔中に連続基準の低速モードの聴覚
補助装置の作動が好まれると思われる。このように構成
されて、本発明による聴覚補助装置は、ユーザ作動急速
適応が必要になる回数を最小に保ち、同様に、ユーザの
聴覚作用が急速適応を実施するために妨げられる時間間
隔を最小に保つ。
【００４６】従って、前述のように、本発明はフィード
バックを除去する聴覚補助装置10を提供し、そこでは、
それは低速適応モードで作動されている時にフィードバ
ック・パスの段階的な変動に追従して補償できて、なお
かつそこでは、ユーザは急速適応を作動するので、聴覚
補助装置は、ユーザ環境の音声条件がはやく変動する時
または補聴器の取付状態が乱れているのでフィードバッ
ク・パス30の特性が変動する場合に必要とされるフィー
ドバック除去特性に於いて実質的な再調整を急速に行う
ことができる。
【００４７】この聴覚補助装置は、聴覚補助装置のフィ
ードバック応答の変動を検出する特殊な回路を必要とし
ないところがGraupeなどの'818に開示されている聴覚補
助装置より優れていて、なおかつ、それはユーザの聴覚
作用を妨げずに聴覚補助装置のフィードバック除去特性
を段階的に追従して更新できるので優れている。更に、
ユーザは、Graupeなどの'818に開示されている聴覚補助
装置に現れると考えられる、制御されないフィードバッ
クが検出されず且つ修正されない状態で進む可能性をな
くすために、急速適応をいつ作動させるかについて完全
に制御することができる。
【００４８】ここで図６を見ると、フィードバック除去
と暗騒音フィルタリング機能が共に与えられている聴覚
補助装置80として発明の１つの実施態様が図示されてい
る。前述のように、環境の騒音は、典型的にはスピーチ
である、関心のある信号を聞こうとするユーザの機能を
妨げるレベルにノイズが増幅される、補聴器のユーザに
とっては本質的な問題である。一般的に、補聴器のユー
ザにとって最も大きい問題となる暗騒音のタイプは“定
暗騒音”であり、これは、走行中の自動車、汽車、飛行
機、または運転中のファンまたは機械に付随するノイズ
のようにほぼ定常ペクトル特性をもつ比較的長い継続時
間のノイズとして定義することができる。
【００４９】この環境的な騒音は、補聴器システムの入
力から除去されないと、関心のある信号を理解しようと
するユーザの機能を妨げるだけでなく、ユーザを悩ま
せ、時には物理的な苦痛を与える場合もある。前記の同
時係属出願に開示されているノイズをフィルタリングす
る聴覚補助装置は、作動時にそのフィルタリング特性に
急速に適応して周囲のほとんどのノイズ条件と整合する
ユーザ作動適応入力フィルターを一般的に具備してい
る。聴覚補助装置は、適応フィルターの基準入力として
マイクロフォンの入力信号を使用していて、なおかつ、
実質的に好ましくない定暗騒音のみが、周囲に現れる間
隔の間ユーザに依って定められて、作動される。フィル
ターは、従って、入力信号の好ましくない定暗騒音成分
を除去するように急速に適応する。その聴覚補助装置
は、定暗騒音の特性の段階的な変動が調整されると思わ
れるオペレーションの低速適応モードを更に具備してい
る。
【００５０】本発明の聴覚補助装置80は、補聴器システ
ムの入力信号からのフィードバックの除去と好ましくな
い定暗騒音のフィルタリングを共に提供するものであ
る。図６に図示されているように、聴覚補助装置80は、
図４に図示されている聴覚補助装置10と一般的に同じ構
造である。従って、聴覚補助装置10の構成要素に対応す
る聴覚補助装置80の構成成分は“主な”指定を除けば図
４と同じ参照数字が付いている。聴覚補助装置80は、し
かし、図４の聴覚補助装置の構成要素に加えて、加算ノ
ード82と遅延回路84を具備している。
【００５１】遅延回路84は、入力信号y(n)を遅延し、遅
延された入力信号y'(n) を加算ノード82に与える。加算
ノード82は、遅延された信号y'(n) をd(n)信号に加え、
加算された信号を適応フィルター58' の基準信号入力に
加える。遅延回路84はy'(n)と第１の信号y(n)との相関
関係を取り除くように機能し、これは定暗騒音基準信号
をフィルター58' に与える。
【００５２】聴覚補助装置80は、聴覚補助装置10と同じ
３つの基本モードのオペレーション、すなわち、ユーザ
作動急速適応モード、連続低速適応モード、固定非適応
モードを備えている。従って、それは、更に詳細に次に
説明されるように、更なる暗騒音フィルタリングと適応
機能を除けば聴覚補助装置10と全く同様に作動する。そ
のように構成されているので、聴覚補助装置80は、フィ
ードバックの除去に関して聴覚補助装置10と同様に作動
するが、好ましくない定暗騒音も入力信号からフィルタ
リングするように作動できる。更に特に、適応中に、適
応フィルター58' は、遅延回路56' によって表されてい
るd(n)信号だけでなくy'(n) 基準信号にも、そのフィル
タリング特性を調整するために対応している。
【００５３】前記の同時係属出願の聴覚補助装置のよう
に、暗騒音基準信号y'(n) が多い時のこれらの時間間隔
中に、少なくとも平均して、総基準信号の基準信号y'
(n) 成分は、フィルター58に、入力信号y(n)のこの成分
をフィルタリングするように調整させる。従って、聴覚
補助装置は、定暗騒音がユーザ環境に多く存在する時に
だけ急速適応のために好都合に作動される。フィルター
58' は、従って、その特性がフィードバックを除去する
だけでなく好ましくない定暗騒音を１次y(n)信号入力か
らフィルタリングするために調整されるように適応す
る。
【００５４】更に、低速適応モードで作動している時
に、y'(n) ノイズ基準信号入力成分は、適応フィルター
58が、好ましくない定暗騒音を入力からフィルタリング
する特性に対応するようにさせる。y'(n) とy(n)の相関
関係を遅延回路84に依って分離すると、適応フィルター
58' が関心のある所望の信号をフィルタリングして消去
するようにそのフィルタリング特性を調整することを防
止し、なおかつ更に、低速の速度の適応は、好ましくな
い定暗騒音が、典型的にはスピーチである、関心のある
信号のさらに長い継続時間の間に、マイクロフォン16'
の入力に最も頻繁に現れるので、フィルター58' の全体
的な正確な調整が所望の設定に向かうようにする。
【００５５】本発明の聴覚補助装置80は、従って、好ま
しくない定暗騒音またはフィードバック条件あるいはそ
の両方の変動に対する調整のためにフィルタリング適応
プロセスを選択し制御するために、補聴器のユーザの知
的感覚を利用する聴覚補助装置を提供する。本発明の聴
覚補助装置は、補聴器ユーザが補聴器のフィルタリング
特性の制御を楽しみ、なおかつ、フィルタリング特性が
補聴器デザインに設定されている予めプログラム設定さ
れ固定された基準と逆行するユーザのニーズと要望に直
接対応して変更されるので、暗騒音をフィルタリングす
る場合にGraupeなどの'721に開示されている聴覚補助装
置より更に好ましいと考えられる。
【００５６】特に、本発明の聴覚補助装置は、好ましく
ないノイズが入力信号に多く存在しても、ユーザが急速
適応を作動することにより除去されるように試みられる
“好ましくない”暗騒音に限定できるようにしている。
更に、連続適応モードは、変動する環境の暗騒音に連続
して適応するというGraupeなどの'721に開示されている
聴覚補助装置の優れた特性も提供し、同時にユーザが聞
き取れるフィルタリング特性の急激な変動が連続して現
れるGraupeなどの'721に開示されている聴覚補助装置に
よって生成される悩ましい“ポンプ”ノイズを同時に除
去している。更に、本発明の聴覚補助装置は、Graupeな
どの'721に開示されている聴覚補助装置のオペレーショ
ンに必要な回路、ユーザ環境に於けるスピーチの有無を
検出する回路を必要としないので、Graupeなどの'721に
開示されている聴覚補助装置よりデザイン的により単純
になり従ってコストも安くなる。
【００５７】図７を見ると、聴覚補助装置10と80の両方
の方法が単純化されたブロック・ダイアグラム・フロー
チャートの形態で図示されている。図７に一般的に図示
されているように、この方法は、フィルター58が最初の
フィルタリング構成に対して始動されるステップ90か
ら、例えば聴覚補助装置の立ち上げから開始する。フィ
ルターは、特性が固定される或いはフィルターが連続基
準で低速で適応するようにセットされることができる(9
2)。ブロック94は、固定された特性またはフィルターが
低速で適応するようにセットされている場合に低速で変
動する特性で、入力信号をフィルタリングするフィルタ
ー58または58' のオペレーションを示している。
【００５８】フィルターは、ユーザが、ブロック96に依
って図示されているように、フィルター58または58' を
作動して、急速に適応しない限り、また急速に適応する
までは、この状態で作動を続ける。聴覚補助装置10の場
合、ユーザは、急速調整でフィードバック増幅を除去す
るために、フィードバック効果が目立つか、いらいらさ
せられる或いはその両方の状態の時に急速適応を作動す
る。聴覚補助装置80の場合、ユーザは、変えられたフィ
ードバック条件に対応して或いは聴覚補助装置のノイズ
フィルタリング特性を変更するために、聴覚補助装置を
作動して急速に適応する。
【００５９】何れかのケースに於いて、ユーザは、好ま
しくない暗騒音が環境に多く存在する時にだけ急速適応
を好都合に作動して、フィルターが好ましくないノイズ
をフィルタリングする目的のために最適の特性になるよ
うに調整できる。ブロック94で示されているように、複
数段階の急速適応プロセスが用いられる。急速適応が終
了すると、フィルターは、固定特性または低速適応で作
動するようにセットされて戻り(92)、なおかつ、正規の
フィルタリングオペレーションに戻る(94)。
【００６０】フィルター58または58' がその正規のフィ
ルタリングモードのオペレーションでフィルタリングし
ている時に低速適応にセットされると、適応は、フィル
タリング応答に於ける急激な変動がユーザに依って感じ
られることがなく、Graupeなどの'721に開示されている
前述の聴覚補助装置のユーザを悩ませる“ポンプ”音を
防止すると同時に、フィルター58または58' が一般のフ
ィードバックとノイズ条件に対して徐々に調整できるペ
ースで進められる。低速適応の間、この方法は、従っ
て、低い聞き取れないレベルまたはオフにセットされる
ようにプローブ発生器40を設定する。オフにセットされ
ると、この方法は、環境の広帯域信号がフィルターの収
束を妨げる状態で存在していない場合に、それを低いレ
ベルで再び作動するように設定する。
【００６１】特定のフィルターの実施態様について述べ
られてきたが、発明はこれに関して限定されないことが
理解されるものとする。最小変動時間領域フィルター、
増分されるKalmanノイズ・フィルター、またはWienerフ
ィルターのようなアナログまたはデジタルフィルタリン
グ回路が、フィルター58または58' に使用されることが
できる。代わりに、フィルターは調整可能なノッチ・フ
ィルターになることもできる。該フィルターの例は、次
に示す資料、すなわち、Sageと Melsaの通信と制御のア
プリケーションに依る推定理論 McGraw Hill (1971) 、
N. Levenson とN. Wienerの固定時間シリーズの挿入と
平滑化 MIT Press (1964) 、Y. Z. Tsypkin の学習シス
テムの理論の基本 Academic Press, N.Y., N.Y. (197
3)、M. SchwarzとL. Shaw の信号処理 McGraw Hill, N.
Y., N.Y.(1975)、および D.E. Johnson とJ.L. Hillbur
n の能動性フィルターの急速の現実的なデザイン John
Wilev & Sons, N.Y., N.Y. (1975) に説明されている。
適切なデジタル・フィルターの例は、D. Graupe のタイ
ム・シリーズ分析、識別と適応フィルタリング Krieger
Publishing Co., Melba, FL. (1984), pp. 20-100の文
献に見受けられる。
【００６２】本発明は、聴覚補助装置の技術に対するそ
のアプリケーションに於いて特に有用であるとともに、
ほとんどの聴覚補助装置に於いて更に一般的なアプリケ
ーションになることを示している。図８を見ると、聴覚
補助装置100 と一般的に表されている他のアプリケーシ
ョンに用いられる本発明の適応フィルターが図示されて
いる。入力信号102 のソースは、フィードバックの好ま
しくない成分を除去するためにフィルタリングされるよ
うに試みられる適応フィルター58または58' に入力信号
を与えている。入力信号ソース102 は、放声聴覚補助装
置または装置オペレーターのヘッドセット、例えば、戦
闘機のパイロットまたは戦車のオペレーターのヘッドセ
ットのマイクロフォンになると思われる。
【００６３】このようなケースでは、除去されるように
試みられる暗騒音は、操作される装置のノイズ、例え
ば、前述の例に関して、ジェット機の操縦室または戦車
内部に存在するノイズがある。フィードバック・パス
は、放声聴覚補助装置の拡声器から聴覚補助装置のマイ
クロフォンに、またはヘッドセットのレシーバーからヘ
ッドセットのマイクロフォンに向かうと思われる。この
ようなケースに於いて、フィルター58または58' は、マ
イクロフォンのスピーチ成分の装置のノイズをフィルタ
リングし且つ任意のフィードバックを除去するために用
いられることができるので、増幅／通信の了解度を高め
ることができる。ブロック104 は、聴覚補助装置100 の
増幅とレシーバー／拡声器の要素を一般的に表してい
る。
【００６４】フィルター10の前述のアプリケーション
は、特定の条件を限定することを意図されておらず、フ
ィルター58または58' が組み込まれる可能性がある幅広
い信号フィルタリングアプリケーションを単純に図示し
ているだけである。この点に関して、フィルター58また
は58' は、信号処理ストリームの任意の位置に応用され
ることができて、なおかつ、入力信号のソースの近くの
アプリケーションに限定されるわけでない。例えば、そ
れは他の信号処理回路のダウンストリームに実施される
ことができると思われる。
【００６５】
【発明の効果】発明はその好まれる形態を越えて説明さ
れてきたが、当業者は、種々の変更と修正が次に示す特
許請求項に記載されている発明の精神と範囲を逸脱せず
に、そこに加えられることができることを認めると思わ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ユーザの“後耳”のハウジングに組み
込まれている本発明の聴覚補助装置の斜視図である。
【図２】図２は、本発明に従って構成される聴覚補助装
置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の代替実施態様を示す聴覚補助
装置のブロック図である。
【図４】図４は、本発明の代替フィードバック除去シス
テムを備えた聴覚補助装置を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の聴覚補助装置に用いられるこ
とができる適応フィルターの動作の単純化されたブロッ
ク図である。
【図６】図６は、本発明に従うフィードバック除去とノ
イズ除去を具備する聴覚補助装置を示すブロック図であ
る。
【図７】図７は、本発明に従う方法の単純化されたブロ
ック図である。
【図８】図８は、本発明の代替実施態様である。
【符号の説明】
１０…聴覚補助装置 １２…ハウジング（耳） １６…マイクロフォン １８…レシーバー ２２…スイッチ ２４…入力信号 ２６…フィードバック信号 ２８…出力信号 ３０…フィードバック・パス ３２…信号プロセッサー ３４…適応フィルター ３８…ユーザ操作制御 ４０…プローブ発生器 ５０…遅延回路 ５６…遅延回路 ５８…適応フィルター ６０…ユーザ操作制御 ７２…入力データｄ（ｎ） ７４…予備処理
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−157098（ＪＰ，Ａ) 米国特許5091952（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 25/00 H03H 17/04 H03H 21/00 H04B 1/10

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最初の入力成分（２４）を含んでいて且
    つ聴覚補助装置（１０，８０）から発生するフィードバ
    ック成分（２６）を含んでいる音声環境で人に依って用
    いられるように適応されている前記聴覚補助装置（１
    ０，８０）であって、 前記最初の入力成分（２４）を備えていて且つ前記のフ
    ィードバック成分（２６）を備えている前記音声環境か
    ら電気入力信号（y(n)）を生成する入力トランスジュー
    サー（１６，１６’）と、 前記電気入力信号（y(n)）を処理して処理された信号を
    生成する信号プロセッサー（３２，３２’）と、 前記処理された信号を受信し且つ前記処理された信号を
    音声出力信号（２８，２８’）に変換する出力トランス
    ジューサー（１８，１８’）と、 前記フィードバック成分（２６）を前記電気入力信号
    （y(n)）から除去するために前記信号プロセッサー（３
    ２，３２’）に動作的に結合されている入力フィルター
    （４８，４８’）であって、前記入力フィルター（４
    ８，４８’）が選択的に適応可能なフィルタリング特性
    を具備していて， 前記入力フィルター（４８，４８’）に結合されてい
    て、前記電気的入力信号(y(n)) と前記処理された信号
    に基づいて、前記入力フィルター（４８，４８’）に前
    記適応可能なフィルタリング特性を調整させる時間また
    は間隔を、前記聴覚補助装置の使用中に、ユーザが選択
    できるようにするユーザ制御手段（３８，６０，６
    ０’）により特徴づけられる前記入力フィルタとを具備
    している聴覚補助装置。
  2. 【請求項２】 前記信号プロセッサー（３２、３２′）
    と前記出力トランスジューサー（１８、１８′）間に結
    合されていて且つ予め決められたノイズ信号（４４、４
    ６、６６、６８）を選択的に生成するために前記入力フ
    ィルタ（４８、４８′）に結合されているプローブ手段
    （４０、４０′）を具備していることを特徴とする、請
    求項１に記載の聴覚補助装置。
  3. 【請求項３】 前記処理された信号を遅延して遅延され
    処理された信号を生成する遅延回路（５０、５０′）
    と、 前記遅延され処理された信号を得て、それを用いて基準
    信号を生成する基準信号生成手段とを具備し前記入力フ
    ィルター（４８、４８′）は前記基準信号に応じて前記
    フィードバック成分（２６）を除去するように作動し、
    前記ユーザ制御手段（３８、６０、６０′）は前記電気
    入力信号（y(n)) と前記のユーザによる手動作動に応じ
    る前記基準信号とに基づいて前記入力フィルター（４
    ８、４８′）に前記適応可能なフィルタリング特性を調
    整させることを特徴とする、請求項１に記載の聴覚補助
    装置。
  4. 【請求項４】 前記遅延回路（５０、５０′）が前記処
    理された信号のフィードバックと前記の入力トランスジ
    ューサー（１６、１６′）に到達する新しい信号との相
    関関係を分離するために十分に前記処理された信号を遅
    延することを特徴とする、請求項３に記載の聴覚補助装
    置。
  5. 【請求項５】 前記基準信号手段（５４、５４′）が前
    記基準信号を前記フィードバック・パスの遅延と実質的
    に等しい時間の間、遅延する手段（５６′）を具備して
    いることを特徴とする、請求項３又は４に記載の聴覚補
    助装置。
  6. 【請求項６】 前記音声環境の前記フィードバック成分
    （２６）が前記トランスジューサー（１６、１６′）に
    フィードバック・パス（３０、３０′）に沿って到達
    し、前記フィードバック・パス（３０、３０′）は固有
    の遅延をもっていて、前記基準信号手段は、前記基準信
    号を生成する為に前記遅延され処理された信号を前記フ
    ィードバック・パスの前記遅延と実質的に等しい時間の
    間、遅延させる手段（５６、５６′）を具備しているこ
    とを特徴とする、請求項３又は４に記載の聴覚補助装
    置。
  7. 【請求項７】 前記入力フィルター（４８、４８′）
    が、前記フィルタリング特性がほとんど収束されるまで
    高速収束を与えるために第１の速度で、又、次に前記フ
    ィルタリング特性が収束されるまで更に正確な収束を与
    えるために１つ以上の次第に低くなる速度で、前記フィ
    ルタリング特性を、急速に適応する手段を具備している
    ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載
    の聴覚補助装置。
  8. 【請求項８】 前記適応速度が、適応の前記第１の速度
    を与えるように制御する前記手段により第１の大きさに
    セットされる適応速度パラメータμによって制御され、
    なおかつ次に適応の前記１つ以上のより低い速度を、各
    々、与えるように制御する前記手段によって１回以上次
    第に減速されることを特徴とする、請求項７に記載の聴
    覚補助装置。
  9. 【請求項９】 前記急速適応の速度が前記低速適応の速
    度よりも約３２倍速いことを特徴とする、請求項７又は
    ８に記載の聴覚補助装置。
  10. 【請求項１０】 前記処理された信号を受信し且つ遅延
    され処理された信号を生成する第１の遅延回路（５０、
    ５０′）と、 予め決められた信号（６６、６８）を生成するプローブ
    発生器（４０、４０′）と、 ２つの入力端を備えていて且つその入力端の一つで前記
    遅延され処理された信号と前記予め決められた信号（６
    ６）をその他の入力端で受信して前記信号の混合成分を
    含んでいる出力信号を生成する第１の加算ジャンクショ
    ン（５２、５２′）と、 前記基準信号手段には、二つの入力端を備えていて且つ
    その入力端の一つで前記予め決められた信号（６８）を
    受信し且つ前記遅延され処理された信号をその他の入力
    端で受信して前記の予め決められた信号（６８）と前記
    遅延され処理された信号の混合成分をその出力端で生成
    する第２の加算ジャンクション（５４、５４′）と、 前記の第２加算ジャンクション（５４、５４′）の出力
    を受信し且つ前記基準信号を生成する第２遅延回路（５
    ６、５６′）とを具備し、 前記入力フィルター（４８、４８′）は前記入力フィル
    タ（４８、４８′）の前記のフィルタリング特性の適応
    を制御する適応フィルター（５８、５８′）を具備し、
    前記適応フィルター（５８、５８′）は前記ユーザ手動
    作動信号のための入力端を備えていて、前記適応フィル
    タ（５８、５８′）は、（i)前記の第１加算ジャンクシ
    ョン（５２、５２′）に前記予め決められた信号（６
    ６）を前記出力信号に混合させて、前記電気入力信号(y
    (n))が前記出力トランスジューサー（１８、１８′）と
    前記入力トランスジューサー（１６、１６′）の間でフ
    ィードバック・パス（３０、３０′）から導かれる前記
    予め決められた信号に少なくとも部分的に対応する前記
    フィードバック成分を含むようにし、(ii)前記第２の加
    算ジャンクション（５４、５４′）に前記予め決められ
    た信号（６８）をその出力に混合させて、前記基準信号
    がその遅延された成分を含むようにし、(iii)前記入力
    フィルター（４８、４８′）の前記フィルタリング特性
    を前記電気入力信号(y(n))のフィードバック成分に従っ
    て急速に適応させ、前記フィードバック基準信号とエラ
    ー信号(e(n))は前記フィルタリングされた入力信号から
    抽出されるので前記フィルタリング特性は前記入力フィ
    ルター（４８、４８′）が前記入力信号のフィードバッ
    クを除去するように作動する前記フィードバック・パス
    （３０、３０′）の特性に適応されることを特徴とす
    る、請求項１に記載の聴覚補助装置。
  11. 【請求項１１】 更に前記適応フィルター（５８、５
    ８′）は前記フィルターのフィルタリング特性に前記フ
    ィルタリング特性が急速に適応されない時の時間間隔中
    に低速で適応する手段を具備していて、前記手段は前記
    第１の加算ジャンクション（５２、５２′）に未知の信
    号が前記出力信号に混合されることを防止させ且つ代わ
    りに適応中に前記フィルタリング特性を収束する目的の
    ために環境と前記入力信号に存在する広帯域信号成分を
    使用して低速で適応し且つ前記フィルタリング特性に急
    速適応の前記速度に比べて低速の速度で適応させて前記
    フィルタリング特性が前記フィードバック・パス（３
    ０、３０′）と好ましくないノイズの特性の段階的な変
    動に適応することを特徴とする、請求項１０に記載の聴
    覚補助装置。
  12. 【請求項１２】 更に前記適応フィルター（５８、５
    ８′）は前記フィルターのフィルタリング特性を前記フ
    ィルタリング特性が急速に適応されない時の間隔中に低
    速で適応する手段を具備していて、前記手段は前記の第
    １の加算ジャンクション（５２、５２′）に前記予め決
    められた信号（６６）が前記出力信号に混合されること
    を防止させ且つ代わりに適応中に前記フィルタリング特
    性を収束する目的のために環境と前記入力信号に存在す
    る広帯域信号成分を使用させるために第１のモードで作
    動しながら、低速で適応し、且つ前記フィルタリング特
    性を急速適応の前記の速度に比べて低速の速度で適応さ
    せて前記フィルタリング特性が前記フィードバック・パ
    ス（３０、３０′）の特性の段階的な変動に適応させ、
    なおかつそこでは、前記適応フィルター（５８、５
    ８′）は前記入力信号に前記広帯域信号の不在を検出し
    且つ一時的に前記第１の加算ジャンクション（５２、５
    ２′）に前記予め決められた信号（６６）を前記出力信
    号に前記フィルタリング特性を適応して収束するのに十
    分な時間の間に加えさせる手段を更に具備していること
    を特徴とする、請求項１０に記載の聴覚補助装置。
  13. 【請求項１３】 前記信号プロセッサー（３２、３
    ２′）と前記出力トランスジューサー（１８、１８′）
    との間に結合されていて且つ予め決められたノイズ信号
    （４４、４６、６６、６８）を選択的に生成するために
    前記入力フィルタ（４８、４８′）に結合されているプ
    ローブ手段（４０、４０′）と、前記処理された信号を
    遅延して遅延され処理された信号を生成する遅延回路
    （５０、５０′）と、前記遅延され処理された信号を得
    て、それを用いて基準信号を生成する基準信号手段とを
    具備し、前記入力フィルター（４８、４８′）は前記基
    準信号に応じて前記フィードバック成分（２６）を除去
    するように作動し、前記ユーザ制御手段（３８、６０、
    ６０′）は前記電気入力信号（y(n)) と前記ユーザによ
    る手動作動に応じる前記基準信号とに基づいて前記入力
    フィルター（４８、４８′）に前記適応可能なフィルタ
    リング特性を調整させ、前記プローブ発生器（４０、４
    ０′）は急速適応中に予め決められた信号（６６）を前
    記の遅延され処理された信号に加えて前記出力トランス
    ジューサー（１８、１８′）に予め決められた成分を含
    んでいる音声出力信号を生成させ、その結果、前記の予
    め決められた成分は前記フィードバック・パス（３０、
    ３０′）に沿って前記入力トランスジューサー（１６、
    １６′）に移動して前記電気入力信号(y(n))がフィード
    バック成分を含むようになり、前記プローブ発生器（４
    ０、４０′）から前記予め決められた成分に対応するフ
    ィードバック基準信号を、また好ましくないノイズ基準
    信号を前記入力信号から得て、それらを前記基準信号に
    加え、そこでは前記基準信号が前記遅延され処理された
    信号に対応する成分と前記電気入力信号(y(n))の前記既
    知の成分と前記好ましくないノイズ成分を含んでおり、
    エラー信号 (e(n)) を前記フィルタリングされた入力信
    号から得るエラー信号手段と、前記好ましくないノイズ
    成分が前記の電気入力信号 (y(n)) に多く存在する時に
    前記急速適応が作動される場合に前記フィルターが前記
    フィードバック成分を除去し且つ前記電気入力信号（y
    (n)) の前記好ましくないノイズ成分をフィルタリング
    するように前記基準信号と前記エラー信号 (e(n)) に応
    じて前記フィルタリング特性の適応を制御する手段とを
    具備し、これによって前記入力フィルター（４８、４
    ８′）がユーザによって制御される時に前記フィードバ
    ック・パス（３０、３０′）と前記好ましくないノイズ
    成分の特性に適応されることを特徴とする、請求項１に
    記載の聴覚補助装置。
  14. 【請求項１４】 前記遅延回路が前記処理された信号の
    フィードバックと前記入力トランスジューサー（１６、
    １６′）に達する新しい信号との相関関係を取り除くた
    めに十分に前記処理された信号を遅延することを特徴と
    する、請求項１０に記載の聴覚補助装置。
  15. 【請求項１５】 前記基準信号手段が前記基準信号を前
    記フィードバック・パス（３０、３０′）の遅延と実質
    的に等しい時間だけ遅延する手段（５６、５６′）を具
    備していることを特徴とする、請求項１３又は１４に記
    載の聴覚補助装置。
  16. 【請求項１６】 前記適応フィルター（５８、５８′）
    が前記フィルタリング特性がほとんど収束されるまで高
    速収束を与える第１の速度で且つ次に前記フィルタリン
    グ特性が収束されるまで更に正確な収束を与える１つ以
    上の段階的な低速の速度で前記フィルタリング特性を急
    速に適応する手段を具備していることを特徴とする、請
    求項１０〜１５のいずれか１項に記載の聴覚補助装置。
  17. 【請求項１７】 前記適応速度が、前記適応の第１の速
    度を与えるように制御するための前記手段によって第１
    の大きさに設定される適応速度パラメータμにより制御
    され、次に前記１つ以上の適応のより低い速度を与える
    ように制御するための前記手段によって１回以上でそれ
    ぞれ次第に低くされることを特徴とする、請求項１６に
    記載の聴覚補助装置。
  18. 【請求項１８】 最初の入力成分（２４）を含んでいて
    且つ聴覚補助装置（１０、８０）から発生するフィード
    バック成分（２６）を含んでいる音声環境で人に依って
    用いられるように適応されている前記聴覚補助装置（１
    ０、８０）におけるフィードバック成分（２６）を除去
    するための方法であって、 前記最初の入力成分（２４）を有し且つ前記フィードバ
    ック成分（２６）を有する前記音声環境から電気入力信
    号 (y(n)) を生成し、 前記の電気入力信号 (y(n)) を処理して処理された信号
    を生成し、 前記処理された信号を受信して音声出力信号に変換し、 選択的に適応可能なフィルタリング特性を有する適応フ
    ィルターを用いて前記電気入力信号 (y(n)) から前記フ
    ィードバック成分（２６）を除去する各ステップを含む
    前記方法において、 前記電気入力信号 (y(n)) と前記ユーザに応じた前記処
    理された信号とに基づいて、前記適応フィルタに前記の
    適応可能なフィルタリング特性を選択的に調節させるス
    テップを含むことを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 前記フィルタリング特性が前記システ
    ムのユーザによって制御される時に急速に適応され、前
    記急速適応は、 予め決定された信号（４４、４６、６６、６８）を前記
    システムの出力に導入して前記の予め決められた信号
    （４４、４６、６６、６８）がフィードバック・パス
    （３０、３０′）を経て前記聴覚補助装置の入力端に移
    動するようにして、前記入力信号が前記の予め決められ
    た信号（４４、４６、６６、６８）に対応した既知のフ
    ィードバック成分（２６）を含むようになし、 前記急速適応の期間中に前記基準信号に前記予め決めら
    れた信号（４４、４６、６６、６８）に対応する成分を
    含む信号を加えて、その結果前記フィルタリング特性の
    適応の期間中に前記基準信号が前記処理された信号と前
    記予め決められた信号（４４、４６、６６、６８）から
    の成分を含み、 前記フィルタリングされた入力信号から前記フィルタリ
    ング特性を適応させるのに使用されるエラー信号 (e
    (n)) を取り出し、 前記基準信号と前記エラー信号 (e(n)) に応じて前記フ
    ィルタリング特性を急速に適応させて、前記フィルタリ
    ング特性が適応の時に前記特性又はフィードバック・パ
    ス（３０、３０′）に応じて前記入力信号から前記既知
    のフィードバック成分（２６）を除去するように適応さ
    れる各ステップを含むことを特徴とする、請求項１８に
    記載の方法。
  20. 【請求項２０】 聴覚補助装置の入力信号におけるフィ
    ードバックを除去し好ましくないノイズをフィルタリン
    グするための方法であって、 適応可能な特性を有する前記フィルターを作動させて、
    基準信号に応じて前記入力信号からフィードバック成分
    （２６）を除去して前記聴覚補助装置による増幅のため
    のフィルタリングされた入力信号を提供し、 処理された信号から前記基準信号を得て、それを入力フ
    ィルター（４８、４８′）に供給し、 前記システムのユーザによって制御される時に前記フィ
    ルタリング特性を急速に適応させ、前記の急速適応が、 予め決められた信号（４４、４６、６６、６８）を前記
    システムの出力端に導入して前記予め決められた信号
    （４４、４６、６６、６８）がフィードバック・パス
    （３０、３０′）を経て前記聴覚補助装置の入力端に移
    動するようにして、前記入力信号が前記予め決められた
    信号に対応した既知のフィードバック成分（２６）を含
    むようになし、 前記急速対応の期間中に前記基準信号に前記予め決めら
    れた信号に対応する成分を含む信号と前記望ましくない
    ノイズに対応する成分を含む前記入力信号から得られた
    信号とを加えて、前記フィルタリング特性の適応の期間
    中に前記基準信号が前記処理された信号と前記予め決め
    られた信号と前記の入力信号とを含むようになし、 前記フィルタリング特性を適応するのに使用される、前
    記フィルタリングされた入力信号から取り出された前記
    エラー信号 (e(n)) を得て、 前記基準信号と前記エラー信号 (e(n)) に応じて前記フ
    ィルタリング特性を急速に適応させ、前記フィルタリン
    グ特性をフィードバックパス（３０、３０′）の特性
    と、適応の時に前記入力信号に存在する望ましくないノ
    イズに応じて適応させて前記既知のフィードバック成分
    （２６）を除去し且つ前記入力信号から望ましくないノ
    イズをフィルタリングする各ステップ含む、請求項１８
    に記載の方法。
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