JP3351745B2 - Hearing aid with pitch adjustment function - Google Patents

Hearing aid with pitch adjustment function

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JP3351745B2 JP26697898A JP26697898A JP3351745B2 JP 3351745 B2 JP3351745 B2 JP 3351745B2 JP 26697898 A JP26697898 A JP 26697898A JP 26697898 A JP26697898 A JP 26697898A JP 3351745 B2 JP3351745 B2 JP 3351745B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加齢によって劣化
した聴力を補償したり、難聴者の聴力を補償するため
の、音程変換機能を有する補聴器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearing aid having a pitch conversion function for compensating for hearing loss that has deteriorated due to aging or compensating for hearing loss of a hearing-impaired person.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の補聴器は、主として高音
急墜型の聴覚特性を持った難聴者用の補聴器で、音声信
号の周波数スペクトルが難聴者の可聴域に入るように周
波数の低い方向へ変換(周波数圧縮とも呼ばれる)する
ようにしたものである。このような処理を施した音声を
健聴者が聞けば、非常に低い声に聞こえるだけである。
しかし、難聴者にとっては、聞こえなかった声が(声は
低くなるが)聞こえるようになるため、言語の内容を理
解する事が可能になるという効果がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of hearing aid is a hearing aid for a hearing-impaired person having a high-pitched sound-fall type hearing characteristic. (Also called frequency compression). If the hearing person hears the sound that has been subjected to such processing, it only sounds very low.
However, the hearing impaired person can hear the unheard voice (although the voice is lowered), so that it is possible to understand the contents of the language.

【0003】図9は従来のPARCOR分析合成系を用いた補
聴器の例を示す。図9において、10は補聴器のマイク
ロホン出力をAD変換するための音響信号入力端子、1
は標本化周波数fsi Hz でアナログ信号をディジタル信
号に変換するAD変換部、2はPARCOR係数(Ki )、有
声無声判定結果(U/V)、ピッチ周波数(Pi )およ
び音源振幅係数(A)の各パラメータを出力するPARCOR
分析部、3はPARCOR分析部2から出力されるパラメータ
を用いて音声信号を再合成するPARCOR合成部、4は周波
数スペクトルを変換する比率を制御してPARCOR合成部3
に変換係数(C)を出力する制御部、5は標本化周波数
so Hz でディジタル信号をアナログ信号に変換するD
A変換部、20は周波数スペクトルを変換した音声を取
り出す出力端子であり、出力端子20から出力されるア
ナログ信号を増幅してイヤホンなどで受聴できるように
構成されている。
FIG. 9 shows an example of a hearing aid using a conventional PARCOR analysis / synthesis system. In FIG. 9, reference numeral 10 denotes an acoustic signal input terminal for AD-converting the microphone output of the hearing aid, and 1
Is an AD converter that converts an analog signal into a digital signal at a sampling frequency f si Hz, 2 is a PARCOR coefficient (K i ), a voiced / unvoiced determination result (U / V), a pitch frequency (P i ), and a sound source amplitude coefficient ( PARCOR that outputs each parameter of A)
The analyzing unit 3 is a PARCOR synthesizing unit that re-synthesizes the audio signal using the parameters output from the PARCOR analyzing unit 2, and the PARCOR synthesizing unit 3 controls the ratio of converting the frequency spectrum.
The control unit 5 outputs a conversion coefficient (C) to the digital signal D at a sampling frequency f so Hz.
The A conversion unit 20 is an output terminal for extracting a sound whose frequency spectrum has been converted, and is configured to amplify an analog signal output from the output terminal 20 so that the analog signal can be heard with an earphone or the like.

【0004】以上のような構成の補聴器は次のように動
作する。PARCOR分析部2は、音声信号に30 ms 程度の
窓関数を掛けて各パラメータを抽出し、窓関数を一定の
時間長(Ti ms :これは一般にフレームシフトまたは
フレーム周期と呼ばれる)だけ移動させながらパラメー
タ抽出処理を継続する。PARCOR合成部3は、制御部4か
ら与えられる変換係数(C)に基づいて再合成時のフレ
ーム周期(To ms )を算出し、PARCOR分析部2で求め
られたパラメータを用いてTo ms 毎に音声信号を再合
成する。DA変換部5は、再合成した音声信号をAD変
換部1とは異なる標本化周波数fso Hz でアナログ信号
に変換する。
[0004] The hearing aid configured as described above operates as follows. The PARCOR analysis unit 2 extracts each parameter by multiplying the audio signal by a window function of about 30 ms, and moves the window function by a certain time length (T i ms: generally called a frame shift or a frame period). Then, the parameter extraction process is continued. PARCOR synthesizing unit 3, based on the conversion coefficient supplied from the control unit 4 (C) calculates the frame period at the time of re-synthesis (T o ms), T o ms using the parameters obtained by the PARCOR analysis section 2 The audio signal is re-synthesized every time. The DA converter 5 converts the resynthesized audio signal into an analog signal at a sampling frequency f so Hz different from that of the AD converter 1.

【0005】従来例は以上のように動作するものであっ
て、AD変換部1の標本化周波数f si Hz および分析フ
レーム周期Ti ms は設計の際に定められ、変換係数
(C)、合成フレーム周期To ms およびDA変換部5
の標本化周波数fso Hz は、運用時に式(1)を用いて
定められる。 C=fso/fsi=To /Ti ・・・(1) 例えば、音声帯域5 kHz の周波数スペクトルを50%
(C=0.5)圧縮(周波数変換)する場合、fsi=1
0 kHz 、Ti =10 ms とすれば、 fso=0.5×fsi=5 kHz To =0.5×Ti =5 ms の値を用いて周波数スペクトルを圧縮(周波数変換)す
る。従って、DA変換する直前の音声信号は、入力音声
信号の時間長の0.5倍の長さに短縮される。これをA
D変換部1の標本化周波数の0.5倍の周波数でDA変
換することによって、丁度入力音声と同じ時間長に戻す
ことができる。しかも、0.5倍の標本化周波数でDA
変換しているため、音声帯域が0.5倍に圧縮(周波数
変換)されるものである。
The conventional example operates as described above.
And the sampling frequency f of the AD converter 1 si Hz and analysis frequency
Lame period Ti ms is determined at the time of design and the conversion factor
(C), composite frame period To ms and DA converter 5
Sampling frequency fso Hz is calculated using equation (1) during operation.
Determined. C = fso/ Fsi= To/ Ti ... (1) For example, 50% of the frequency spectrum of the voice band 5 kHz
(C = 0.5) When performing compression (frequency conversion), fsi= 1
0 kHz, Ti= 10 ms, then fso= 0.5 × fsi= 5 kHz To= 0.5 × Ti= Compress the frequency spectrum using the value of 5 ms (frequency conversion)
You. Therefore, the audio signal immediately before DA conversion is
It is reduced to 0.5 times the time length of the signal. This is A
DA conversion is performed at a frequency 0.5 times the sampling frequency of the D conversion unit 1.
By switching, it returns to exactly the same time length as the input voice
be able to. Moreover, at 0.5 times the sampling frequency, DA
Because of the conversion, the audio band is compressed 0.5 times (frequency
Conversion).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の周波数スペ
クトル圧縮型の補聴器においては、PARCOR型の音声信号
モデルを使用している。しかしながら、音声信号のみが
補聴器のマイクロホンに入力されるとは限らず、通常の
生活環境では生活騒音など音声以外の「音」が混ざり合
ってマイクロホンから入力されることになる。従って、
PARCOR分析部2でのピッチ抽出処理が正常に動作せず、
かえって聞き取りにくい音声になってしまうといった問
題があった。また、騒音成分を音声信号モデルで表現す
るには無理があり、再合成音声に異音が混入して、利用
者に不快感を与えるといった問題もあった。
The above-mentioned conventional frequency spectrum compression type hearing aid uses a PARCOR type audio signal model. However, only the audio signal is not always input to the microphone of the hearing aid, and in a normal living environment, “sound” other than voice, such as living noise, is mixed and input from the microphone. Therefore,
The pitch extraction processing in PARCOR analysis unit 2 does not work properly,
On the contrary, there is a problem that the sound becomes difficult to hear. Further, there is a problem that it is impossible to express the noise component by the audio signal model, and there is a problem that an unusual sound is mixed in the re-synthesized speech, thereby giving a user discomfort.

【0007】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、音声信号に限定することなしに、補聴器のマイクロ
ホンから入力される全ての「音」の周波数スペクトル変
換を可能とし、不快感の少ない極めて聞き取り易い優れ
た補聴手段を提供することを目的とする。
[0007] The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and enables the frequency spectrum conversion of all "sounds" input from a microphone of a hearing aid without limiting to an audio signal, thereby reducing discomfort. An object of the present invention is to provide an excellent hearing aid that is extremely easy to hear.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、信号モデルを使用することなく、補聴器の
マイクロホンから入力される音響信号をAD変換した
後、補間処理を施して標本数を増やすことで周波数スペ
クトルを変換し、PICOLA法などを用いて時間長を元の長
さに戻すようにしている。本発明によれば、単に音声信
号のピッチ周波数や周波数スペクトルを変換するだけで
なく、楽音や環境騒音等あらゆる「音」の周波数を低く
して、すなわち音程を低くして聴くことができる。また
本発明は、上記の音程を変換する機能に加えて、音程を
調整する度合いを話者の声の高さに合わせて最も聴き易
い状態に調整できる機能を有する。従って、本発明によ
れば、不快感の少ない極めて聞き取り易い優れた補聴効
果が得られるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a method for performing AD processing on an acoustic signal input from a microphone of a hearing aid without using a signal model, and then performing interpolation processing to obtain a sample number. The frequency spectrum is converted by increasing the time length, and the time length is returned to the original length using the PICOLA method or the like. According to the present invention, it is possible to listen not only by simply converting the pitch frequency and frequency spectrum of the audio signal but also by lowering the frequency of all “sounds” such as musical sounds and environmental noises, that is, by lowering the pitch. Further, the present invention has a function of adjusting the degree of adjusting the pitch to the most audible state in accordance with the pitch of the speaker in addition to the function of converting the pitch. Therefore, according to the present invention, an excellent hearing aid effect that is extremely easy to hear with little discomfort can be obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の補聴器
は、離散的音響信号を補間して時間長を伸長する手段
と、周期性のある音響信号区間では周期に同期して周期
波形を間引き、非周期性の音響信号区間では周期性のあ
る信号区間と同程度の周期長の信号を間引くようにして
時間長を補正する手段と、離散的音響信号の時間長伸長
率を定める音程変換率調整手段とを有しているため、入
力信号に依存せずに音程変換ができ、かつ異音が混入す
ることがないため、不快感の少ない極めて聞き取り易い
優れた補聴効果が得られるという特徴を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hearing aid according to a first aspect of the present invention comprises a means for extending a time length by interpolating a discrete audio signal, and a periodic waveform synchronized with a period in a periodic audio signal section. Means for correcting the time length by thinning out a signal having the same cycle length as that of a periodic signal section in the non-periodic sound signal section, and a pitch for determining the time length elongation rate of the discrete sound signal. It has a conversion rate adjusting means so that pitch conversion can be performed without depending on an input signal, and since an abnormal sound is not mixed, an excellent hearing aid effect that is extremely easy to hear with little discomfort can be obtained. Has features.

【0010】また、請求項2に記載の補聴器は、補聴器
利用者が手操作によって音程の調整がなし得る手段を有
しているため、利用者が入力音響信号の状態を判断して
最も聴き易い音程となるように調整できるという特徴を
有する。
Further, the hearing aid according to the second aspect of the present invention has means by which the user of the hearing aid can adjust the pitch by manual operation, so that the user can judge the state of the input sound signal and listen most easily. It has the characteristic that it can be adjusted to a pitch.

【0011】また、請求項3に記載の補聴器は、最も聞
き取り易い声の高さになるように自動的に音程を調整す
る手段を有しているため、入力音声が低い声の場合には
音程調整が行われず、入力音声が子供や甲高い女性の声
の場合には低い声に自動的に変換されるという特徴を有
する。
Further, the hearing aid according to the third aspect has a means for automatically adjusting the pitch so that the voice can be heard most easily. No adjustment is performed, and in the case where the input voice is the voice of a child or a high-pitched female, the voice is automatically converted to a low voice.

【0012】また、請求項4に記載の補聴器は、最も聞
き取り易い声の高さになるように自動的に音程を調整す
る手段と、声質の変化が不自然にならない程度に自動的
に音程変換率を制限する手段とを有しているため、音程
変換率が大きくなりすぎて話者本人の声らしさが失われ
てしまうことが防止できるという特徴を有する。
Further, the hearing aid according to the fourth aspect automatically adjusts the pitch so that the pitch of the voice is the most audible, and automatically converts the pitch so that the voice quality does not change unnaturally. Since the means for limiting the rate is provided, it is possible to prevent the pitch conversion rate from becoming too large, thereby preventing loss of the voice of the speaker.

【0013】また、請求項5に記載の補聴器は、自動的
に音程変換率を調整する手段に優先して利用者の手操作
によって音程変換率を調整する手段を有しているため、
利用者が入力音響信号の状態を判断して音程変換率の自
動調整機能に優先して最も聴き易い音程となるように手
操作でも調整することができるという特徴を有する。
Further, the hearing aid according to the fifth aspect has means for adjusting the pitch conversion rate by a user's manual operation prior to the means for automatically adjusting the pitch conversion rate.
The feature is that the user can determine the state of the input sound signal and give priority to the automatic adjustment function of the pitch conversion rate so that the user can manually adjust the pitch so that the pitch becomes the most audible.

【0014】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態にお
ける補聴器の構成を示す。図1において、101は音響
信号入力端子であり、補聴器のマイクロホンの出力信号
を接続する。11はマイクロホンから入ってくる音響信
号を、標本化周波数fs Hz で離散的音響信号に変換する
AD変換手段、21は離散的音響信号を補間して標本数
(データ数)を増加させて離散的音響信号の時間長を伸
長するための音響信号補間手段、31は波形間引き処理
を行って離散的音響信号を元の時間長に戻すための時間
長補正手段、41は音響信号補間手段21で離散的音響
信号の時間伸長率を規定するための変換係数(C)を出
力する音程変換率調整手段、51は時間長補正手段31
の出力信号を標本化周波数fs Hz でアナログ信号に変換
するためのDA変換手段である。201は音程変換信号
を出力する端子であり、出力端子201から出力される
アナログ信号を増幅してイヤホンなどで受聴できるよう
にして補聴器を構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration of a hearing aid according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an audio signal input terminal to which an output signal of a microphone of a hearing aid is connected. Reference numeral 11 denotes AD conversion means for converting an audio signal coming from the microphone into a discrete audio signal at a sampling frequency fs Hz. Reference numeral 21 denotes a discrete audio signal interpolated to increase the number of samples (the number of data). Acoustic signal interpolation means for extending the time length of the audio signal, 31 is a time length correction means for performing waveform thinning-out processing to return the discrete audio signal to the original time length, and 41 is a discrete audio signal interpolation means 21 Pitch conversion rate adjusting means for outputting a conversion coefficient (C) for defining the time expansion rate of the dynamic audio signal;
Is a DA conversion means for converting the output signal of (1) into an analog signal at a sampling frequency fs Hz. Reference numeral 201 denotes a terminal that outputs a pitch conversion signal. The analog signal output from the output terminal 201 is amplified so that the analog signal can be received by an earphone or the like, thereby constituting a hearing aid.

【0015】以上のように構成された音程変換調整機能
付き補聴器について、以下その動作を説明する。図1に
おいて、音程変換率調整手段41は、音程変換係数
(C)を音響信号補間手段21および時間長補正手段3
1に出力するように作用する。例えば、C=0.5の値
を音響信号補間手段21に出力すると、音響信号補間手
段21は、標本値間を補間してfs/C Hz 、すなわち2
倍の標本化周波数で再標本化を行う。標本値間を補間す
る手段は、直線補間、2次曲線補間、スプライン補間、
あるいは周波数軸に変換して処理するなどの方法を用い
る。
The operation of the hearing aid with the pitch conversion adjusting function configured as described above will be described below. In FIG. 1, a pitch conversion rate adjusting means 41 converts a pitch conversion coefficient (C) into an acoustic signal interpolation means 21 and a time length correction means 3.
1 to output. For example, when a value of C = 0.5 is output to the audio signal interpolation means 21, the audio signal interpolation means 21 interpolates between the sample values to obtain fs / C Hz, that is, 2
Resample at twice the sampling frequency. Means for interpolating between sample values include linear interpolation, quadratic curve interpolation, spline interpolation,
Alternatively, a method of converting the data into a frequency axis and performing processing is used.

【0016】ところで、再標本化を行うと、標本値(デ
ータ)の数はfs/C倍に(上記の例では2倍に)増加す
る。再標本化したデータをfs/C Hz の標本化周波数
(上記の例では2fs Hz )でアナログ信号に変換する
と、音程は変化せず、再生時間長も入力された音響信号
の時間長と同一の時間長となる。しかし、本発明では、
標本化周波数がAD変換の際と同じfs Hz のDA変換手
段51によってアナログ信号に変換するようにしている
ため、データが増加した分だけ再生時間長が長くなり、
従って波長の長い音響信号が再生される。上記の例では
再生時間長が2倍となり、従って波長が2倍に伸長さ
れ、周波数は逆に1/2に(低い音に)変換されること
になる。時間長補正手段31は、間延びした離散的音響
信号の時間長を、例えばPICOLA法などを用いて音程を変
化させることなく、時間長のみを元の長さに戻すように
作用する。音声や楽音のように周期性のある音響信号の
時、PICOLA法では、隣接する2つの周期波形同士をテー
パー窓を用いて加算し、ちょうど1波長分の時間長を短
縮する。このようにPICOLA法では、周期波形単位の処理
を行うため、音程は変化せずに時間長のみを短縮するこ
とができる。また、周期性のない音響信号の時は、周期
性のある時と同程度の周期に相当する時間長の信号を、
隣接する2信号区間にわたってテーパー窓を用いて加算
し、ほぼ1周期分の時間長を短縮する。C=0.5の場
合、音響信号補間手段21の出力に上記の時間長補正を
施して、時間長を1/2に短縮して元の時間長に戻して
からDA変換手段51でアナログ信号に変換し、出力端
子201から音程変換された音響信号を取り出す。
By the way, when resampling is performed, the number of sample values (data) increases by fs / C times (doubled in the above example). When the resampled data is converted to an analog signal at a sampling frequency of fs / C Hz (2 fs Hz in the above example), the pitch does not change, and the reproduction time length is the same as the time length of the input acoustic signal. It will be long. However, in the present invention,
Since the sampling frequency is converted to an analog signal by the DA conversion means 51 having the same fs Hz as that at the time of the AD conversion, the reproduction time length is increased by the increased data,
Therefore, an acoustic signal having a long wavelength is reproduced. In the above example, the reproduction time length is doubled, so that the wavelength is doubled, and the frequency is conversely converted to half (to a lower sound). The time length correcting means 31 acts to return only the time length of the extended discrete sound signal to the original length without changing the pitch using, for example, the PICOLA method. In the case of a sound signal having periodicity such as voice or musical sound, in the PICOLA method, two adjacent periodic waveforms are added using a tapered window, and the time length of exactly one wavelength is reduced. As described above, in the PICOLA method, since processing is performed in units of periodic waveforms, only the time length can be reduced without changing the pitch. In addition, when the sound signal has no periodicity, a signal having a time length equivalent to a period substantially equal to the time when there is a periodicity is used.
The addition is performed using a tapered window over two adjacent signal sections, and the time length of about one cycle is reduced. In the case of C = 0.5, the output of the acoustic signal interpolation means 21 is subjected to the above-mentioned time length correction, the time length is shortened to し て and returned to the original time length. , And an acoustic signal whose pitch has been converted is extracted from the output terminal 201.

【0017】以上のように動作する音程変換調整機能付
き補聴器について、図7を用いてその効果を説明する。
図7は「あたま、いちご、うさぎ・・・」など平易な評
価用3音節単語(名詞)50単語(A)および「青い、
言える、動く・・・」など、名詞、動詞、形容詞を含む
やや馴染みの薄い評価用3音節単語(B)について種々
の音程変換処理を施し、高齢難聴者11人が聞き取り評
価を行った結果である。横軸は評価用3音節単語(A)
および(B)の各50単語の平均ピッチ周波数を示して
いる。図7において、矢印でNormalと示してある位置
(周波数)は、それぞれの評価音声の原音声(音程変換
処理を施していないもの)の平均ピッチ周波数であり、
それらの左側のプロットは音程を下げた評価音声の平均
ピッチ周波数であり、また、右側のプロットは音程を上
げた評価音声の平均ピッチ周波数である。図7の縦軸
は、単語の聞き取り正答率の劣化を被験者全員について
平均化した値を示している。被験者個々の正答率の劣化
は、被験者毎に最高正答率を得た平均ピッチ周波数(音
程)の単語正答率から、その他のピッチ周波数(音程)
での単語正答率を差し引いた値で定義している。
The effect of the hearing aid with a pitch conversion adjusting function that operates as described above will be described with reference to FIG.
FIG. 7 shows 50 words (A) of simple three-syllable words (nouns) for evaluation, such as "head, strawberry, rabbit ..." and "blue,
The three-syllable words for evaluation (B), including nouns, verbs, and adjectives, such as "Speak, move ...", which are somewhat unfamiliar, are subjected to various pitch conversion processing, and the results of 11 elderly hearing-impaired persons who performed hearing evaluation is there. The horizontal axis is the three syllable words for evaluation (A)
7A and 7B show the average pitch frequency of each of the 50 words. In FIG. 7, the position (frequency) indicated by the arrow as Normal is the average pitch frequency of the original sound (without pitch conversion processing) of each evaluation sound,
The plot on the left is the average pitch frequency of the pitch-evaluated evaluation voice, and the plot on the right is the average pitch frequency of the pitch-evaluated evaluation voice. The vertical axis in FIG. 7 indicates a value obtained by averaging the deterioration of the word correct answer rate for all the subjects. Deterioration of the correct answer rate for each subject can be calculated from the word correct answer rate of the average pitch frequency (pitch) at which the highest correct answer rate is obtained for each subject, and other pitch frequencies (pitch)
Is defined as the value obtained by subtracting the word correct answer rate in.

【0018】評価用の3音節単語(B)の場合、原音声
(Normal)の平均ピッチ周波数は332 Hz であり、非
常に甲高い声である。図7から明らかなように、このよ
うな声の場合は音程を1/2〔オクターブ〕下げて平均
ピッチ周波数を235 Hz に変換すると単語正答率がお
よそ25%向上するという著しい効果が得られることが
わかる。
In the case of the three-syllable word (B) for evaluation, the average pitch frequency of the original voice (Normal) is 332 Hz, which is a very high pitched voice. As is clear from FIG. 7, in the case of such a voice, when the pitch is lowered by 1/2 [octave] and the average pitch frequency is converted to 235 Hz, a remarkable effect that the word correct answer rate is improved by about 25% is obtained. I understand.

【0019】以上のように、本発明の実施の形態1によ
れば、音程変換率調整手段41によって、最も聞き取り
やすい音程に入力の音響信号を調整することができるた
め、著しく単語了解度が向上するという利点があるばか
りでなく、音声信号モデルを使用していないため、音声
に楽音や騒音が混じっていても不快な異音が生じないと
いう利点があり、すぐれた補聴効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the pitch conversion rate adjusting means 41 can adjust the input sound signal to the pitch that is most audible, so that the word intelligibility is significantly improved. In addition to the advantage that the sound signal model is not used, there is an advantage that no unpleasant abnormal sound is generated even when the sound contains a musical sound or noise, and an excellent hearing aid effect is obtained.

【0020】(実施の形態2)図2は本発明の第2の実
施の形態における補聴器の構成を示す。図2において、
42は手操作手段62を備えた音程変換率調整手段であ
る。その他の構成要素は実施の形態1と同様であるの
で、重複した説明は省略する。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a configuration of a hearing aid according to a second embodiment of the present invention. In FIG.
Reference numeral 42 denotes a pitch conversion rate adjusting means provided with a manual operation means 62. Other components are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0021】実施の形態2は、上記のような構成であ
り、手操作手段62によって利用者が自由に音程を調整
することができる特徴を有している。手操作手段62
は、可変抵抗器、あるいはディジタルスイッチなどを用
いて実現する。音程変換率調整手段42は、前記の手操
作手段62の状態に応じて音程変換係数(C)を音響信
号補間手段21および時間長補正手段31へ出力するよ
うに作用する。以上のように動作する音程変換調整機能
付き補聴器について、図7を用いてその効果を説明す
る。
The second embodiment is configured as described above, and has a feature that the user can freely adjust the pitch by the manual operation means 62. Manual operation means 62
Is realized using a variable resistor or a digital switch. The pitch conversion rate adjusting means 42 operates to output a pitch conversion coefficient (C) to the acoustic signal interpolation means 21 and the time length correction means 31 according to the state of the manual operation means 62. The effect of the hearing aid with a pitch conversion adjusting function that operates as described above will be described with reference to FIG.

【0022】図7で明らかなように、評価用の3音節単
語(A)においては、原音声の平均ピッチ周波数(22
1 Hz )よりも音程を低くしても単語正答率は向上しな
い。一方、甲高い声の3音節単語(B)においては、原
音声の平均ピッチ周波数(332 Hz )よりも音程を低
くした方が単語了解度は著しく向上するが、235 Hz
よりも低い声に変換すると、かえって単語正答率が低下
する。すなわち、音程変換率は話者の声に応じて調整で
きることが望ましい。
As apparent from FIG. 7, in the three-syllable word (A) for evaluation, the average pitch frequency (22
Even if the pitch is lower than 1 Hz), the word correct answer rate does not improve. On the other hand, in the case of a three-syllable word (B) with a high pitched voice, word intelligibility is significantly improved when the pitch is lower than the average pitch frequency (332 Hz) of the original voice, but 235 Hz.
If the voice is converted to a lower voice, the word correct answer rate will decrease. That is, it is desirable that the pitch conversion rate can be adjusted according to the speaker's voice.

【0023】以上のように、本発明の形態2によれば、
利用者が話者の声に応じて音程変換率を調整できるよう
にしているため、利用者が最大限の補聴効果を得るよう
に音程変換率を調整できるという利点を有する。
As described above, according to the second embodiment of the present invention,
Since the user can adjust the pitch conversion rate according to the speaker's voice, there is an advantage that the user can adjust the pitch conversion rate so as to obtain the maximum hearing aid effect.

【0024】(実施の形態3)図3は本発明の第3の実
施の形態における補聴器の構成を示す。図3において、
43は自動的に音程変換率を演算し、時間の関数として
音程変換係数C(t )を出力する音程変換率調整手段で
ある。また、303は離散的音響信号を音程変換率調整
手段43へ入力する信号経路である。その他の構成要素
は実施の形態1と同様であるので、重複した説明は省略
する。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows a configuration of a hearing aid according to a third embodiment of the present invention. In FIG.
43 is a pitch conversion rate adjusting means for automatically calculating a pitch conversion rate and outputting a pitch conversion coefficient C (t) as a function of time. Reference numeral 303 denotes a signal path for inputting a discrete acoustic signal to the pitch conversion rate adjusting means 43. Other components are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0025】図4は本実施の形態3における音程変換手
段43の内部構成図である。図4において、303は離
散的音響信号を入力する信号経路、4301は離散的音
響信号から自己相関法などを用いてピッチ周波数を抽出
する手段、4302はピッチ周波数の長時間平均値を演
算する平均化手段、4303は平均化されたピッチ周波
数と最も単語正答率が高くなるピッチ周波数との比から
音程変換率を決定し、変換係数Co を出力する変換係数
演算手段、4304は現在の変換係数から目的の変換係
数Co へ変換係数を徐々に変化させる遅れ制御手段であ
る。例えば、現在の変換係数が1の場合、遅れ制御手段
4304は、図8に示すような時間関数C(t )として
変換係数を音響信号補間手段21および時間長補正手段
31へ出力する。
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the pitch conversion means 43 according to the third embodiment. In FIG. 4, reference numeral 303 denotes a signal path for inputting a discrete sound signal, 4301 denotes a means for extracting a pitch frequency from the discrete sound signal by using an autocorrelation method or the like, and 4302 denotes an average for calculating a long-term average value of the pitch frequency. means, 4303 to determine the pitch conversion from the ratio of the higher becomes the pitch frequency is most word correct rate and pitch frequency which is averaged, the conversion coefficient operation means for outputting a transform coefficient C o, the 4304 current transform coefficients Is a delay control means for gradually changing the conversion coefficient from the target to the target conversion coefficient Co. For example, when the current conversion coefficient is 1, the delay control unit 4304 outputs the conversion coefficient to the acoustic signal interpolation unit 21 and the time length correction unit 31 as a time function C (t) as shown in FIG.

【0026】以上のように構成され音程変換調整機能付
き補聴器について、以下その動作を説明する。ピッチ抽
出手段4301は、20〜30 ms 程度のフレーム長毎
にフレーム内平均ピッチ周波数を算出する。平均化手段
4302は、当該フレーム内に周期性があると判断され
たフレ−ムについて、長時間にわたる平均化処理を行
う。平均化することによって、ある話者の平均的な声の
高さを推定することができ、その話者の声がもっとも良
く聞き取れるように音程を調整することができ、しか
も、その話者のアクセトや抑揚はそのままの状態に保持
することができる。変換係数演算手段4303は、話者
の平均的な声の高さ(平均ピッチ周波数)と図7に示す
もっとも聞き取りやすいピッチ周波数との比から音程変
換係数Co を演算する。遅れ制御手段4304は、入力
された音響信号の周期が瞬時的に大きく変化した時に急
に音程が変化して違和感が生じることを防止するように
作用する。例えば、話者が変わって声の高さが大きく変
化しても徐々に目的の音程変換率に変化するように作用
する。
The operation of the hearing aid having the above-described pitch conversion adjusting function will be described below. The pitch extracting means 4301 calculates an average intra-frame pitch frequency for each frame length of about 20 to 30 ms. The averaging means 4302 performs averaging processing over a long period of time on the frame determined to have periodicity in the frame. By averaging, it is possible to estimate the average voice pitch of a speaker, adjust the pitch so that the speaker's voice can be heard best, and furthermore, adjust the speaker's And the intonation can be kept as it is. Conversion coefficient calculation section 4303 calculates the pitch conversion coefficient C o from the ratio of the average voice pitch speakers (average pitch frequency) as the most easily audible pitch frequency shown in FIG. The delay control unit 4304 acts to prevent a sudden change in the pitch when the cycle of the input acoustic signal is greatly changed instantaneously, thereby preventing a sense of incongruity. For example, even when the speaker changes and the pitch of the voice changes greatly, it acts so as to gradually change to the target pitch conversion rate.

【0027】現在の音程変換係数が1の場合、aを時定
数として、遅れ制御手段4304は式(2)のように、
変換係数C(t )を時間の関数として出力する。 C(t )=Co −(1−Co )exp (−a) ・・・(2)
When the current pitch conversion coefficient is 1, the delay control means 4304 sets a as a time constant, as shown in equation (2).
Output the transform coefficient C (t) as a function of time. C (t) = Co- (1- Co ) exp (-a) (2)

【0028】以上のように、本発明の実施の形態3によ
れば、話者の平均ピッチ周波数を推定して最も聞き取り
やすい音程に自動的に調整でき、しかも話者が変わるこ
とによる音程変換率の急激な変動を緩和することができ
るため、不快感の少ない音程変換が自動的に行えるとい
う利点がある。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the average pitch frequency of a speaker can be estimated and automatically adjusted to the pitch that is most audible, and the pitch conversion rate due to a change in the speaker can be obtained. Since the rapid fluctuation of the pitch can be reduced, there is an advantage that the pitch conversion with less discomfort can be automatically performed.

【0029】(実施の形態4)図5は本発明の第4の実
施の形態における音程変換率調整手段43Aの内部構成
を示す。全体の構成は図3に示した第3の実施の形態と
同一の構成である。図5において、4305は声質変化
制限手段であり、その他の構成要素は図4の構成と同様
である。
(Embodiment 4) FIG. 5 shows an internal configuration of a pitch conversion rate adjusting means 43A according to a fourth embodiment of the present invention. The entire configuration is the same as that of the third embodiment shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 4305 denotes voice quality change restricting means, and the other components are the same as those in the configuration of FIG.

【0030】図5において、声質変化制限手段4305
は、音程変換率がある一定の値(例えば1/2〔オクタ
ーブ〕)以上に及ぶ場合、音程変換率をそれ以下に制限
するように作用する。音程を変換することによって、声
の高さが変化すると同時に声質も変化する。声質は人そ
れぞれに固有のものであり、通常声を聴いただけで誰だ
か判断できるものである。音程変換によって声質があま
り変わり過ぎると誰の声かが判断しにくくなる。そのた
め、本実施の形態4では、音程変換率が大きくなりすぎ
ないように制限するようにしている。
Referring to FIG. 5, voice quality change limiting means 4305
When the pitch conversion rate exceeds a certain value (for example, 〔[octave]), it acts to limit the pitch conversion rate to less than that value. By changing the pitch, the voice quality changes at the same time as the pitch of the voice changes. Voice quality is peculiar to each person, and it is usually possible to judge who is just listening to the voice. If the voice quality changes too much due to the pitch conversion, it becomes difficult to determine who the voice is. Therefore, in the fourth embodiment, the pitch conversion rate is limited so as not to become too large.

【0031】以上のように、本発明の実施の形態4によ
れば、過大な音程変換が行われないように制限するよう
にしているため、話者の声質が大きく変化することのな
い、自然な音程変換ができるという利点を有する。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, since the limitation is made so that excessive pitch conversion is not performed, the natural voice quality of the speaker is not greatly changed. This has the advantage that the pitch can be easily converted.

【0032】(実施の形態5)図6は本発明の第5の実
施の形態における音程変換率調整手段43Bの内部構成
を示す。全体の構成は図3に示した第3の実施の形態と
同一の構成である。図6において、4306は優先切り
替え手段、65は手操作手段であり、その他の構成要素
は図5の構成と同様である。
(Embodiment 5) FIG. 6 shows an internal configuration of a pitch conversion rate adjusting means 43B according to a fifth embodiment of the present invention. The entire configuration is the same as that of the third embodiment shown in FIG. 6, reference numeral 4306 denotes a priority switching unit, 65 denotes a manual operation unit, and other components are the same as those in FIG.

【0033】図6において、優先切り替え手段4306
は、手操作手段65を操作することによって自動的に手
操作による変換係数Co の調整が優先するように作用す
る。補聴器のマイクロホンから入力される音響信号には
あらゆる種類の音があり、必ずしも聴きたい音(たとえ
ば音声)だけが入力されるとは限らない。従って、音程
変換による補聴効果がどんな場合にでも有効とは限らな
い。本実施の形態5は、最も高い補聴効果が得られると
思われるように自動的に音程を調整する手段に加えて、
利用者の判断によって、優先的に手操作でも音程調整が
できるようにしている。
In FIG. 6, priority switching means 4306
Operates such that the adjustment of the conversion coefficient Co by manual operation is automatically given priority by operating the manual operation means 65. Acoustic signals input from the microphone of the hearing aid include various types of sounds, and not all sounds desired to be heard (for example, sounds) are necessarily input. Therefore, the hearing aid effect by the pitch conversion is not always effective in all cases. In the fifth embodiment, in addition to the means for automatically adjusting the pitch so as to obtain the highest hearing aid effect,
At the discretion of the user, the pitch can be manually adjusted with priority.

【0034】以上のように、本発明の実施の形態5によ
れば、利用者の判断によって手操作による音程調整を優
先するようにしているため、マイクロホンから入力され
る音響信号に応じて、利用者にとって最も補聴効果大き
い音程調整手段を選定することがきるという利点を有す
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, the pitch adjustment by manual operation is prioritized according to the user's judgment. Has the advantage that the user can select the pitch adjustment means with the greatest hearing aid effect

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、本発明は、入力される音
響信号に依存せずに、自動的または利用者の手操作によ
って最も高い補聴効果が得られるように音程を調整する
ことができるようにしたものであり、言葉の聞き取り正
答率を著しく向上し、しかも異音や声質変化による不快
感が少ない優れた補聴効果が得られるものである。
As described above, according to the present invention, the pitch can be adjusted so that the highest hearing aid effect can be obtained automatically or manually by the user without depending on the input acoustic signal. Thus, the rate of correct answering of words can be significantly improved, and an excellent hearing aid effect with less discomfort due to abnormal noise or voice quality change can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における補聴器の構
成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hearing aid according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態における補聴器の構
成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a hearing aid according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態における補聴器の構
成を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a hearing aid according to a third embodiment of the present invention.

【図4】第3の実施の形態における音程変換率調整手段
の内部構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of a pitch conversion rate adjusting unit according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態における音程変換率調整手段
の内部構成を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a pitch conversion rate adjusting unit according to a fourth embodiment.

【図6】第5の実施の形態における音程変換率調整手段
の内部構成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a pitch conversion rate adjusting unit according to a fifth embodiment.

【図7】音程変換単語音声の高齢難聴者による聞き取り
正答率の劣化特性を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a deterioration characteristic of a correct answer rate of a pitch-converted word voice heard by an elderly hearing-impaired person.

【図8】音程変換係数C(t )の時間変化を示す特性図FIG. 8 is a characteristic diagram showing a time change of a pitch conversion coefficient C (t).

【図9】従来例における補聴器の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a hearing aid in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 AD変換部 2 PARCOR分析部 3 PARCOR合成部 4 制御部 5 DA変換部 10 音響信号入力端子 11 AD変換手段 20 出力端子 21 音響信号補間手段 31 時間長補正手段 41、42、43、43A、43B 音程変換率調整手
段 51 DA変換手段 62、65 手操作手段 101 音響信号入力端子 201 音程変換信号を出力する端子 303 離散的音響信号を入力する信号経路 4301 ピッチ抽出手段 4302 平均化手段 4303 変換係数演算手段 4304 遅れ制御手段 4305 声質変化制限手段 4306 優先切り替え手段
REFERENCE SIGNS LIST 1 AD conversion unit 2 PARCOR analysis unit 3 PARCOR synthesis unit 4 control unit 5 DA conversion unit 10 audio signal input terminal 11 AD conversion unit 20 output terminal 21 audio signal interpolation unit 31 time length correction unit 41, 42, 43, 43 A, 43 B Pitch conversion rate adjusting means 51 DA conversion means 62, 65 manual operation means 101 sound signal input terminal 201 terminal for outputting a pitch conversion signal 303 signal path for inputting a discrete sound signal 4301 pitch extraction means 4302 averaging means 4303 conversion coefficient calculation Means 4304 Delay control means 4305 Voice quality change limiting means 4306 Priority switching means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−316597(JP,A) 特開 平6−140856(JP,A) 特開 平9−46795(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 25/00 H03G 11/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-316597 (JP, A) JP-A-6-140856 (JP, A) JP-A-9-46795 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 25/00 H03G 11/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 離散的音響信号を補間して時間長を伸長
する手段と、周期性のある音響信号区間では周期に同期
して周期波形を間引き、非周期性の音響信号区間では周
期性のある信号区間と同程度の周期長の信号を間引くす
るようにして時間長を補正する手段と、離散的音響信号
の時間長伸長率を定める音程変換率調整手段とを備えた
音程調整機能付き補聴器。
1. A means for extending a time length by interpolating a discrete sound signal, thinning out a periodic waveform in synchronization with a cycle in a periodic sound signal section, and removing a periodic waveform in a non-periodic sound signal section. A hearing aid with a pitch adjustment function comprising: means for correcting a time length by thinning out a signal having a cycle length substantially equal to a certain signal section; and pitch conversion rate adjusting means for determining a time length expansion rate of a discrete sound signal. .
【請求項2】 音程変換率調整手段は、補聴器利用者が
手操作によって音程の調整がなし得る手段を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の音程調整機能付き補
聴器。
2. The hearing aid with a pitch adjusting function according to claim 1, wherein the pitch conversion rate adjusting means includes means by which a user of the hearing aid can adjust a pitch by manual operation.
【請求項3】 音程変換率調整手段は、最も聞き取り易
い声の高さになるように自動的に音程を調整する手段を
備えていることを特徴とする請求項1に記載の音程調整
機能付き補聴器。
3. A pitch adjusting function according to claim 1, wherein the pitch conversion rate adjusting means includes means for automatically adjusting a pitch so that the voice is most easily heard. hearing aid.
【請求項4】 音程変換率調整手段は、最も聞き取り易
い声の高さになるように自動的に音程を調整する手段
と、声質の変化が不自然にならない程度に自動的に音程
変換率を制限する手段とを備えていることを特徴とする
請求項1に記載の音程調整機能付き補聴器。
4. The pitch conversion rate adjusting means automatically adjusts the pitch so that the voice pitch becomes the most audible, and automatically adjusts the pitch conversion rate so that the voice quality does not become unnatural. The hearing aid with a pitch adjusting function according to claim 1, further comprising a limiting unit.
【請求項5】 音程変換率調整手段において、自動調整
手段に優先して利用者の手操作によって音程変換率を調
整することができるようにしたことを特徴とする請求項
4に記載の音程調整機能付き補聴器。
5. The pitch adjustment according to claim 4, wherein the pitch conversion rate adjusting means can adjust the pitch conversion rate by a user's manual operation prior to the automatic adjusting means. Hearing aid with function.
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