JP5149999B2 - 補聴器，ならびに過渡音の検出および減衰方法 - Google Patents

Description

この発明は補聴器に関する。より詳細には，この発明は入力信号の動的修正手段（means for dynamic modification）を備える補聴器に関する。この発明はさらに補聴器内における信号処理方法に関する。

近年の補聴器において，増幅利得はユーザの聴力損失に対応する処方（指示）（prescription）にしたがって設定され，瞬時音レベル（instantaneous sound level）に応じて動的に修正される。これは最先端の補聴器では周波数帯ごとに行われている。補聴器のフィッティングは，再生音のレベルを，下限となる聴覚閾値レベル（ＨＴＬ）（the hearing threshold level）と上限となる快適限界レベル（ＵＣＬ）（the upper comfort level）との間に限定することを目的とする。聴力損失者は聴力損失がある周波数における上記ＨＴＬが高いのに対し，他方において上記ＵＣＬは一般には聴力損失による影響が小さい。すなわち，非常に大きな音が引起こす不快さは聴力損失がある人もない人もほぼ同じである。したがって，快適限界レベルを超えないように音レベルの大きな変化を管理するには，補聴器からの出力信号を何らかの形で動的に低減または圧縮することが必要である。このことは，音が非常に大きくかつ継続時間が非常に短い過渡騒音（transient noises）に特に当てはまる。

近年の補聴器では，補聴器の出力トランスデューサからの増幅音が常に上記ＵＣＬを下回るように，何らかの方法で音信号レベルを動的に圧縮または制限するのが通常である。圧縮器は，通常，レベル検出器（level detector）および利得レベルを制御可能な増幅器を含む。上記レベル検出器は，入力信号の概略的レベルの尺度（measure），たとえば特定の時間窓の間に検出されるピーク・レベル，包絡線または何らかの平均を与える。忠実かつ理解可能な発話（スピーチ）の再生のために，近年の補聴器が有する圧縮器は，通常，補聴器をユーザの聴力損失に合わせる手続き中に最適設定される。もちろん，他の音も補聴器によって同様に再生されるが，発話信号の処理品質が最優先とされる。

騒音（ノイズ）中の発話信号は難聴者にとって特に理解が困難であるので，補聴器をユーザにフィッティングする際の最適化過程ではこの要因が考慮に入れられる。過渡騒音は，上記圧縮器がこれに反応して減衰させようとしても，持続時間が短いためにそれが間に合わない場合があるという独特の問題を生じさせる。また，過渡音が繰返されると，過渡音が終わってからも最大数秒にわたって補聴器の増幅がかなり低減されることもある。

結果的に得られる利得低減信号の品質には多くの要因が影響する。上記増幅器の品質，利得を低減させる速度，ならびに入力信号中のピークを検出する方法および速度のすべてが，再生信号の知覚される品質（perceived quality）に影響を及ぼす。ゆっくりとしたアタック時間（slow attack-time），すなわち利得の低減が低速であると，入力レベルが穏やかなレベルから大きなレベルに変化したときに利得が過大になることがある。ゆっくととしたリリース時間（slow release-time），すなわち低減されたレベルから通常レベルにまで戻る利得の増加が低速であると，大きな音の直後の穏やかな音に適用される利得が過小になることがある。

本願において，補聴器は，聴力損失を改善するために難聴者によって人の耳の後ろまたは中に装着するように設計された，小さく，電池駆動の，小型電子機器であると理解されたい。使用に先立って，補聴器は処方にしたがって補聴器フィッタによって調節される。聴力が低下したユーザの裸耳聴力の初期性能について聴力検査を行った結果であるいわゆるオーディオグラムに基づく処方によって，可聴周波数範囲のうちのユーザが音を知覚しにくい部分の周波数を増幅することによって調節は行われる。補聴器は，１または複数のマイクロフォン，電池，信号処理装置を含むマイクロ電子回路，および音響出力トランスデューサを含む。信号処理装置は好ましくはデジタル信号処理装置である。補聴器は，耳の後ろまたは中に装着するのに適したケース内に収められる。

補聴器中のマイクロフォンが周囲からの音をアナログ電気信号に変換する。補聴器中のデジタル信号処理装置は，マイクロフォンからのアナログ電気信号をアナログ・デジタル変換器によってデジタル形式に変換し，その後の信号処理はデジタル領域において実行される。このデジタル信号は複数の周波数帯に対応するデジタル帯域通過フィルタ・バンクによって複数の周波数帯に分割され，各帯域通過フィルタがそれぞれの周波数帯を処理する。帯域通過フィルタ・バンクは通常帯域分割フィルタと呼ばれる。各周波数帯における信号処理は利得の計算および圧縮を含む。各周波数帯において別個に信号を処理した後，この複数の周波数帯が合計されて，その後デジタル出力信号が音に変換される。

このように，デジタル補聴器は入力信号の複数の異なる周波数帯を，別々にかつそれぞれ独立に増幅し，その後，得られた各周波数帯の信号を結合して，コヒーレントな可聴範囲の周波数を形成して再生することができる。増幅過程の一部において圧縮アルゴリズムを適用して各周波数帯のダイナミック（強弱の変化）を制御し，音の再生を個々の聴力低下に適合させるために，増幅利得および圧縮パラメータを周波数帯ごとに個別に制御することができる。

発話を忠実かつ理解可能に再生するために，近年の補聴器に含まれる圧縮器は，通常，補聴器をユーザの聴力損失に合わせる手続き中に最適設定される。もちろん，他の音も補聴器で同様に再生されるが，発話信号の処理品質が最優先である。騒音中の発話信号は難聴者にとっては特に理解が困難であるので，補聴器をユーザにフィッティングする際の最適化過程ではこの要因が考慮に入れられる。

鋭い過渡騒音（sharp transient noises）が補聴器ユーザと相性が悪いことはよく知られている。ナイフ，フォーク，スプーン，皿などがカチャカチャとぶつかり合う音，グラス同士がカチンカチンとふれあう音，紙がくしゃくしゃになる音，ドアがバタンとしまる音といった大きな過渡騒音は，いわゆる快適限界レベルの閾値を超えるのみならず，一般に使用される圧縮器では除去することがほとんど困難であるので，補聴器ユーザにとって耐え難い騒音として知覚されることがある。

そこで，騒音中の発話を忠実かつ理解可能に再生することができ，かつ，最も鋭い過渡音（the sharpest transients）を不快でないように減衰させることが可能な補聴器が望まれている。

国際公開第２００７０３１４９９号には，補聴器内で過渡騒音を減衰する方法および装置が開示されている。この方法は，入力信号の包絡曲線を検出し，この包絡曲線のエッジの勾配（slope）および／または高さ（height）を求め，入力信号の次のゼロ遷移のごく近傍でのみ求められた，エッジの勾配および／または高さに応じて，補聴器の出力信号を減衰する。

この装置は，補聴装置として具体化され，入力信号の包絡曲線を検出する検出装置，包絡曲線のエッジの勾配および／または高さを求めるデータ処理装置，および補聴装置の出力信号を減衰する減衰装置を備える。

この方法には弱点があり，それは，入力信号の５つの異なるパラメータ，すなわち包絡曲線，勾配，信号ピーク，エッジの存在，およびゼロ遷移を分析しかつ抽出しなければならないことである。また，この方法は，減衰させるべき信号ピークごとに正確な減衰レベルを計算しなければならず，その分，複雑である。さらに，ゼロ交差法（zero crossing rule）は，このシステムでカチッという音（clicks）が発生しないことを保証するものではない。波形のゼロ交差における，減衰による勾配の変化は，やはり，カチッという音やアーチファクトを再生音にもたらす可能性がある。そこで，補聴器の入力信号における高速過渡音のピークを検出して処理する，より簡潔かつより高速のシステムが必要とされている。

この発明は，第１の態様において，マイクロホン，信号処理装置および出力トランスデューサを備える補聴器を提供するもので，上記信号処理装置は，入力信号を複数の周波数チャネル入力信号に分割するフィルタ・バンク，および上記チャネル（複数）からの出力信号を合計する加算器（summer）を有し，各周波数チャネルは，チャネル音レベル計算器，チャネル利得計算器およびチャネル増幅器を備え，各チャネル音レベル計算器はチャネル入力信号からパラメータ・セット（a set of parameters）を導出するように構成され，各チャネル利得計算器は各チャネル増幅器の利得を動的に制御するように構成され，各チャネル増幅器はユーザの処方にしたがって信号を処理するように構成されており，各チャネル利得計算器および各チャネル増幅器は，一緒になってチャネル圧縮器を形成しており，上記信号処理装置が上記フィルタ・バンクの上流に置かれた過渡音検出器を備え，上記過渡音検出器が，入力信号の勾配を求め，かつ入力信号の勾配が所定値を超える場合に各チャネル音レベル計算器に信号を与える手段を有しており，各チャネル音レベル計算器が，導出されたパラメータ・セットに基づいて各周波数チャネルにおけるチャネル利得計算器およびチャネル増幅器の圧縮速度を制御することを特徴とする。

この構成は，過渡音信号（transient signals）の処理方法を発話信号（speech signals）の処理方法と異なるものとして，複数の周波数チャネルにおいて適切な操作を行い，かつ利得計算器の挙動を変更するために，反応が十分高速な過渡音検出器を有する補聴器処理装置をもたらす。発話信号中には，立ち上がりが，例えば，１６０．０００ｄＢ／秒（３２ｋＨｚのサンプルレートで５ｄＢ／サンプルに相当）よりも遅い過渡音しか存在しないという事実に基づき，この発明による過渡音検出器によって，上記のように，特定のレベルを上回る，立ち上がりが５ｄＢ／サンプルより速い過渡音をすべて検出して処理することが可能である。

好ましい実施形態では，利得計算器は９０パーセンタイル推定器を含む。このパーセンタイル推定器は信号の包絡線を出力する。これは，信号値が立ち上がったら信号レベルと同等の速さで包絡線値が立ち上がり，信号値が立ち下がったら固定時定数で包絡線値が立ち下がるように，信号レベルに追従する信号包絡線を出力する。この時定数は，パーセンタイル推定器の平均レベルが信号エネルギの９０％にほぼ等しくなるように選択される。この種のパーセンタイル推定器は，例えば，国際公開第９５／１５６６８号に記載されている。

第２の態様において，この発明は，入力信号中の過渡音を検出する方法を提供する。この方法は，入力信号中の広帯域過渡音を検出し，入力信号を複数の周波数帯に分割し，これらの各周波数帯を処理するステップを含み，上記処理は，帯域入力信号から帯域パラメータ・セットを導出し，ユーザの処方にしたがって，各周波数帯において，帯域利得レベルを計算して信号に適用するステップを含み，帯域利得レベルを計算するステップが，広帯域過渡音のレベルおよび導出された帯域パラメータ・セットのレベルにしたがって過渡音を圧縮し，補聴器による再生のために各周波数帯からの出力信号を合計するステップを含む。

さらなる特徴および利点は従属請求項から明らかになる。

デジタル補聴器では，信号は，ナイキスト条件に従ってサンプリングされる。すなわち，サンプルレートは，再生すべき信号における最高周波数の２倍である。例えば，信号を３２ｋＨｚでサンプリングするとすれば，再生可能な最高周波数は１６ｋＨｚになる。経験によれば，１６０．０００ｄＢ／秒より高い勾配を有する過渡音ピークは，発話音では実質的に発生しないが，他の音ではよく発生する。従って，デジタル補聴器内の過渡音検出システムの，３２ｋＨｚのサンプルレートで動作する勾配レベル検出器を，５ｄＢ／サンプルより高い勾配に対して反応するように有利に構成することが可能である。

この勾配レベル検出器を，５ｄＢ／サンプルを上回るすべての勾配に反応するようにしたとすると，非常に低いレベルの高速過渡音が過度に検出されることになる。そこで，音レベル制限が過渡音検出システムに導入され，この制限よりも低い過渡音が検出されないようにする。

先行技術による，補聴器用の過渡音検出および減衰装置である。 この発明による，補聴器用の過渡音検出および処理装置である。 代表的な音の例から得られた，サイズ順に並べ替えられた，過渡音に対するサンプル当たりのレベル増加を示すグラフである。 時間に沿う補聴器の入力信号のレベルのオシログラムである。 時間に沿う図４の入力信号に対応するレベル測定値のセットのグラフである。 時間に沿う圧縮器の入力レベルのセットと対応する利得レベルのグラフである。 図６のレベル測定値に対応する検出器パラメータのグラフである。 この発明による過渡音減衰システムの状態のグラフである。

以下，図面を参照しつつ，この発明をより詳細に説明する。

図１は，従来技術の補聴器用の過渡音検出および減衰装置１の概略ブロック図である。入力が帯域分割フィルタ・ブロック２に接続されており，帯域分割フィルタ・ブロック２は入力信号の使用可能な周波数範囲を複数の周波数帯に分割する。上記複数の周波数帯の各周波数帯はそれぞれ独自の（its own）検出および減衰手段を有しており，包絡線（envelope）計算ブロック３，非発話勾配（non-speech slope）検出ブロック４，ＲＭＳ計算ブロック５，発話特性（speech characteristic）入力ブロック６，および利得係数（gain factor）計算ブロック７を備える。図１には例示的な任意の周波数帯が１つだけ示されており，残りの周波数帯については，分かりやすくするために暗黙的とされている。検出および減衰手段３，４，５，６，７の出力は利得値であり，この利得値は当該周波数帯の信号を増幅器８内で増幅するために使用される。複数の周波数帯における増幅結果は帯域合計ブロック９において再結合される。帯域合計ブロック９は複数の周波数帯について共通のものである。

上記帯域分割フィルタ２からの各周波数帯の信号は２つのブランチに分割される。具体的には，当該周波数帯で過渡音が発生した場合に利得係数を計算する利得計算ブランチと，利得乗算器８において修正された利得を持つ信号を搬送する信号ブランチである。利得計算ブランチはさらに２つのブランチに分割され，一方のブランチはＲＭＳ計算ブロック５の入力に進み，他方のブランチは包絡線計算ブロック３の入力に進む。

ＲＭＳ計算ブロック５は特定帯域の信号の瞬時ＲＭＳ値を出力し，この値は，直接に利得係数計算ブロック７において使用される。包絡線計算ブロック３は当該周波数帯の信号の瞬時包絡値，すなわちピーク値を出力し，この値は，非発話勾配検出ブロック４において発話特性入力ブロック６からの信号とともに用いられる。発話特性入力ブロック６は，当該周波数帯の特性（characteristic）である発話の最大勾配値（a maximum slope value for speech）を非発話勾配検出ブロック４に渡し，包絡線計算ブロック３からの勾配値が発話特性入力ブロック６によって設定された勾配値限界よりも急峻な勾配を有する場合に，信号が利得係数計算ブロック７に与えられる。利得係数計算ブロック７は，この信号をＲＭＳ計算ブロック５からのＲＭＳ値と結合し，それに応じて利得係数を低減し，これにより当該周波数帯の信号を減衰させる。

使用中，図１の過渡音検出および減衰装置１は帯域分割フィルタ２において入力信号を複数の別々の周波数帯に分割する。包絡線計算ブロック３，ＲＭＳ計算ブロック５および非発話勾配検出ブロック４は，複数の周波数帯の各周波数帯における信号を連続的に監視し，特定の周波数帯において非発話過渡音信号（a non-speech transient signal）が検出された場合，利得係数計算ブロック７は，その信号の次のゼロ交差（zero crossing）までの短時間の間，その周波数帯の増幅器８への利得値出力を減らす。これによって，その短時間の間，当該周波数帯における利得が低減されて過渡音信号が減衰される。

しかしながら，この先行技術の方法にはいくつかの弱点がある。過渡音減衰装置１は複雑であるために補聴器への効果的な実装が困難であり，そのような補聴器では電池寿命を延ばすために消費電力を最小限に抑えなければならない。多数の半導体素子を有する複雑な回路は動作のために多量の電力を使用するから，帯域分割フィルタ２が，例えば１６個のチャネルまたは周波数帯を有し，各チャネルのそれぞれが過渡音検出システムを有する過渡音減衰装置１は，明らかに，多量の電力を消費する非常に複雑な回路となる。

過渡音だけに敏感な圧縮器を，フィルタバンクの上流または各周波数帯を再加算する点の下流に配置することを含む回路トポロジが考えられるが，いくつかの理由で非実用的である。独立した全帯域圧縮器を信号チェーンにおける帯域通過フィルタの前または再結合点の後に配置して正しく調節することで，最大過渡音を減衰させることはおそらく可能であるが，それによって，信号の慎重に調節された性能のバランスが崩れ，音質および発話理解性が深刻に劣化する可能性がある。

先行技術によるシステムでは帯域分割フィルタの下流で過渡音分析を行うので，過渡音検出はフィルタリングされた信号に対して行われる。このアプローチの場合，システムが軽減対象としている信号中の過渡音が予測不能な形で劣化して，いくつかの過渡音が検出閾値を下回るレベルまで減衰され，他の過渡音が検出閾値を上回るレベルまで増幅され，したがって過渡音検出および減衰装置の決定過程が混乱し，結果として補聴器から出力される音が劣化する可能性がある。

過渡音を検出する点（ポイント）を可能な限り信号の流れの上流側に配置すると，検出される過渡音は実際の入力信号に対して最大限忠実になる。そうすれば，フィルタ・バンクの下流の個々の周波数帯において過渡音を容易に処理することができる。補聴器内の信号チェーンにおいて，過渡音の検出を，過渡音の処理と別の点（ポイント）で行うことが可能であるという事実を実現することが，この発明による補聴器の動作原理の鍵である。

この発明による補聴器に用いる過渡音検出および処理装置（a transient detection and processing device）を含む信号処理装置の好ましい実施形態を，図２に示す。この信号処理装置は，帯域分割フィルタ・バンク１１，チャネル増幅器１３，合計ブロック１４，ならびに過渡音検出および減衰装置１０を含む。過渡音検出および処理装置１０は，過渡音検出ブロック１５，音レベル計算ブロック１６，利得計算ブロック１２，差ノード２７，定数ブロック２９，乗算ノード２８，および加算ノード３０を含む。過渡音検出ブロック１５は，ゲート・ブロック２１，ピーク・ホールド・ブロック２２，単位遅延ブロック２３，差ノード２４，第１の閾値比較器ブロック２５，および第２の閾値比較器ブロック２６を含む。音レベル計算ブロック１６は，ピーク・レベル測定ブロック１７，高速レベル測定ブロック１８，９０パーセンタイル・レベル測定ブロック１９，およびステート・マシン２０を含む。

入力信号は，帯域分割フィルタ・バンク１１と過渡音検出ブロック１５の入力とに与えられる。フィルタ・バンク１１において，上記信号は音レベル計算ブロック１６およびチャネル増幅器１３によってチャネルごとに個別処理されるべく，複数の周波数帯に分割される。

過渡音検出ブロック１５において，入力信号中の過渡音が次のようにして検出される。ゲート・ブロック２１は所定レベルｐ_ｍｉｎを下回る過渡音が過渡音検出ブロック１５によって検出されないようにする。これは，入力信号ｐ（ｔ）を限界定数（constant limit）ｐ_ｍｉｎと比較し，この２つの値のうちの大きいほうを出力することによって行われる。この機能によって，確実に，ユーザにとって十分邪魔になる大きさの過渡音だけが過渡音検出および減衰システム１０によって処理される。ゲート・ブロック２１の後，上記信号はピーク・ホールド・ブロック２２に与えられる。ピーク・ホールド・ブロック２１は，検出過程を安定化するために，過渡音信号の正の包絡線（positive envelope）を生成することを目的とする。

ピーク・ホールド・ブロック２１からの出力信号は，単位遅延ブロック２３への入力信号と，差ノード２４への入力信号とに分岐される。差ノード２４においてピーク・ホールド・ブロック２２の出力信号から単位遅延ブロック２３の出力が減算され，ピーク差信号Δｐが形成される。ピーク差信号Δｐは２つの信号に分岐され，第１の閾値比較器ブロック２５の入力と，第２の閾値比較器ブロック２６の入力とにそれぞれ与えられる。

第１の閾値比較器ブロック２５において，ピーク差信号Δｐはピーク差閾値th1と比較される。ピーク差信号Δｐがth1よりも大きい場合，高速過渡音（a fast transient）が検出されたという信号が音レベル計算ブロック１６のステート・マシン２０に送られる。第２の閾値比較器ブロック２６では，上記ピーク差信号Δｐはピーク差閾値th2と比較される。ピーク差信号Δｐがth2よりも大きい場合，ピーク過渡音（a peak transient）が検出されたという信号が音レベル計算ブロック１６のステート・マシン２０に送られる。th1およびth2の値は定数（constants）であってもよいし，または過渡音検出および減衰システム１０が音レベルの変化に対して検出システムの感度の安定を保つように，入力信号に応じて作られてもよい。

音レベル計算ブロック１６内のステート・マシン２０は，過渡音検出ブロック１５からの信号と，ピーク・レベル測定ブロック１７，高速レベル測定ブロック１８および９０パーセンタイル・レベル測定ブロック１９からの信号とをともに用いて，利得計算ブロック１２および増幅器１３がどのタイプの圧縮（which type of compression）を信号に適用すべきかを決定する。

９０パーセンタイル・レベル測定ブロック１９は信号Ｓ_ｓｌｏｗを生成する。ステート・マシン２０は，信号Ｓ_ｓｌｏｗを用いて，入力信号中に過渡音が存在しないときに用いるべき第１の圧縮タイプを決定する。信号Ｓ_ｓｌｏｗはやや（rather）ゆっくり変化する信号であり，信号レベルが圧縮限界に達した際の利得変更の適用に数秒かかる。結果として信号Ｓ_ｓｌｏｗはあまりに低速であるために，当該チャネルの入力信号を圧縮することによって過渡音を減衰させることができない。

高速レベル測定ブロック１８は信号Ｓ_ｆａｓｔを生成する。ステート・マシン２０は，信号Ｓ_ｆａｓｔと過渡音検出ブロック１５の第１の閾値比較器ブロック２５からの信号とをともに用いて，入力信号中に高速過渡音が存在するときに用いるべき第２の圧縮タイプを決定する。信号Ｓ_ｆａｓｔは信号レベルが圧縮限界に達した際の利得変更の適用に数ミリ秒しかかからない。信号Ｓ_ｆａｓｔは３２ｋＨｚのサンプルレートで４〜５ｄＢ／サンプルのピーク差値を持つ過渡音を減衰させるのに十分高速である。

ピーク・レベル測定ブロック１７は信号Ｓ_ｐｅａｋを生成する。ステート・マシン２０は，信号Ｓ_ｐｅａｋと過渡音検出ブロック１５の第２の閾値比較器ブロック２６からの信号とを用いて，入力信号中にピーク過渡音が存在するときに用いるべき第３の圧縮タイプを決定する。信号Ｓ_ｐｅａｋは，信号レベルが圧縮限界に達した際の利得変更の適用に数サンプル分の時間しかかからない。帯域分割フィルタ・バンク１１は過渡音検出ブロック１５との関連で数サンプルの固有遅延を有するので，信号Ｓ_ｐｅａｋは３２ｋＨｚのサンプルレートで５ｄＢ／サンプルを超えるピーク差値を持つ過渡音を減衰させるのに十分高速である。

さらに，過渡騒音に対して過敏（これは聴覚障害として珍しいものではまったくない）な人にとって不快な過渡音を減衰することが可能なシステムにするために，この発明によるシステムには，まさにこの目的のための小さな追加ネットワークが存在する。このネットワークは，加算ノード２７および３０と，定数２９および乗算器２８とを含む。加算ノード２７において，音レベル計算ブロック１６の信号Ｓ_Ｌから９０パーセンタイル・ブロック１９の信号Ｓ_ｓｌｏｗが減ぜられ，その結果に対して乗算器２８において定数ブロック２９からの定数ψが乗ぜられ，その結果に対して加算ノード３０において利得レベル計算ブロック１２の利得レベルＧ_Ｔが加算される。結果的に増幅器１３に与えられる利得レベルは次のとおりである。

利得＝利得−（Ｓ_Ｌ−Ｓ_ｓｌｏｗ）・ψ

ここで，ψはゼロに近い正の定数であり，補聴器ユーザが知覚する過渡音の不快さに応じて補聴器フィッタによって選択される。これによって，各周波数帯において入力信号中に過渡音が検出された場合に，通常状態で使用される圧縮比よりも高い圧縮比を使用することができる。

この実施例において，非発話過渡音は２つの異なるカテゴリに分類することが実用的であり，以下では，これらのカテゴリをそれぞれ高速過渡音（fast transients）およびピーク過渡音（peak transients）と呼ぶ。発話過渡音は立上がり時間（rise times）が１６０．０００ｄＢ／秒を下回るすべての過渡音であるとする。高速過渡音は１６０．０００ｄＢ／秒前後から約４５０．０００ｄＢ／秒までの立上がり時間を持つ非発話過渡音であって，この範囲には最も強い発話過渡音が含まれるが，このことは問題とされない。そのような強い発話過渡音は，実際にはまれにしか起こらないからである。必要な圧縮設定の変更は発話の再生において問題とならないほどに十分小さいとされる。一方，立上がり時間が４５０．０００ｄＢ／秒から６５０．０００ｄＢ／秒にもなりうるピーク過渡音の場合は反応時間をより短くしなければならず，高速過渡音に対応してこれを減衰させるためには圧縮設定をさらに大幅に変更しなければならない。この非発話過渡音の分類は，この発明による過渡音減衰システム１０の利得計算ブロック１２を制御するために用いられる。

音レベル計算ブロック１６は，当該周波数帯の信号に対して３つの異なるタイプの分析を行い，個々の状況においてどのタイプの利得低減が適切かについての情報を利得計算ブロック１２に与える。第１の分析はピーク・レベル測定であり，これはピーク・レベル・ブロック１７によって行われ，信号Ｓ_ｐｅａｋを与える。信号Ｓ_ｐｅａｋは信号中の最速ピークから生じる（追従する）（follow）。第２の分析は高速レベル測定であり，これは高速レベル・ブロック１８によって行われ，信号Ｓ_ｆａｓｔを与える。この信号は信号の平均レベルから生じる。第３の分析は９０パーセンタイル・レベル測定であり，これは９０パーセンタイル・レベル・ブロック１９によって行われ，信号Ｓ_ｓｌｏｗを与える。この信号は，信号の９０パーセンタイル・レベル，すなわち任意の時間窓にわたって観察される時間帯の９０％において信号が有するレベルから生じる。

図２に示す好ましい実施形態では，ステート・マシン２０において，３つの利得低減状態，すなわち通常圧縮状態，高速過渡音状態およびピーク過渡音状態が利用される。通常圧縮状態は信号Ｓ_ｓｌｏｗを用いて利得レベルを制御し，高速過渡音状態は信号Ｓ_ｆａｓｔを用いて利得レベルを制御し，ピーク過渡音状態はピーク信号Ｓ_ｐｅａｋを用いて利得レベルを制御する。この発明の他の実施形態では，利得低減状態をさらに細分することが十分に可能であり，それは，例えば，前述のような過渡騒音に過敏なユーザにとって有利になりうる。分かりやすくするために，ここでは３つの利得低減状態の実施形態についてのみ説明する。

以下で用いる「ピーク差」という用語は，連続する２つのサンプルの間のピーク・レベルの差Δｐを意味する。「ピーク・オフセット」という用語は，過渡音の終了後に，可能な限り速やかに過渡音減衰システムを通常圧縮速度に戻すことを容易にすべく，Ｓ_ｐｅａｋ信号レベルとＳ_ｆａｓｔ信号レベルとの差をより小さくするために導入されるオフセットを意味する。この実施形態においてピーク・オフセットの大きさは約−３ｄＢである。

ステート・マシン２０は，ブロック１７，１８，１９によって分析されたレベルと，過渡音検出ブロック１５からの過渡音検出出力とから，適切な利得レベルについての決定を実行する。

ステート・マシン２０は，利得計算ブロック１２の実行速度を制御する３つの異なる状態，すなわち，通常状態，高速過渡音状態およびピーク過渡音状態のうちの１つにしたがって，速度レベル信号Ｓ_Ｌを出力する。過渡音が検出されない間は，ステート・マシンからの音レベルは信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルによって制御される。高速過渡音が検出されると，音レベルは信号レベルＳ_ｓｌｏｗおよびＳ_ｆａｓｔのうちの最大値にしたがう。ピーク過渡音が検出されると，音レベルは，信号レベルＳ_ｓｌｏｗ，Ｓ_ｆａｓｔ，およびＳ_ｐｅａｋのうちの最大値にしたがう。ステート・マシン２０による信号レベルの解釈を表１に示し，以下で詳細に説明する。

入力信号中にピーク過渡音が存在する場合，ステート・マシン２０の状態は通常状態からピーク過渡音状態に変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｐｅａｋに追従する。

入力信号中に高速過渡音が存在する場合，ステート・マシン２０の状態は通常状態から高速過渡音状態に変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｐｅａｋに追従する。

過渡音が減衰していくと，入力信号の絶対平均値Ｓ_ｆａｓｔがピーク・オフセットよりも大きくなり，ステート・マシン２０の状態はピーク過渡音状態から高速過渡音状態に変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｆａｓｔに追従する。

信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルがピーク過渡音状態におけるピーク・オフセットおよび信号Ｓ_ｆａｓｔのレベルの両方よりも大きくなると，ステート・マシン２０の状態はピーク過渡音状態から通常状態に直接変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｓｌｏｗに追従する。この，どちらかと言えばまれにしか起こらない事象は，入力信号中に大きな信号レベルが存在し，ピークのレベルがその信号レベルを下回ることを意味する。

信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルが高速過渡音状態における信号Ｓ_ｆａｓｔのレベルよりも大きくなると，ステート・マシン２０の状態は高速過渡音状態から通常状態に変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｓｌｏｗに追従する。このことは，入力信号中に高速過渡音がもはや存在しないこと，あるいは少なくとも，高速過渡音のレベルが平均信号レベルを下回っていることを意味する。

ピーク過渡音状態において過渡音の最大音部（the loudest part）が終わると，ステート・マシン２０の状態はピーク過渡音状態から高速過渡音状態に変化し，これによって音レベルＳ_Ｌは利得計算ブロック１２を制御するためのＳ_ｆａｓｔに追従する。

ステート・マシン２０が高速過渡音状態またはピーク過渡音状態に入ると，遅延タイマ（図示略）が所定の数からゼロに向かってカウント・ダウンを開始する。ステート・マシン２０は，このカウンタがゼロに達するまではたとえステート・マシン２０によって解釈された状態がゼロ到達を暗示したとしても利得更新速度（gain updating speed）を変更しない。この機能は，過渡音減衰システムにヒステリシスを導入する。このヒステリシスは，最小継続時間の間，たとえば連続する２０００〜３０００サンプル分の時間（３２ｋＨｚのサンプルレートで約６０〜９０ミリ秒に相当）の間，利得計算ブロック１２を過渡音抑圧状態（the transient suppressing states）の１つに保持するように働く。この時間窓中に発生する過渡音は，高速用アルゴリズムまたはピーク用アルゴリズムによって確実に減衰される。

このようにして，信号が帯域分割フィルタ１１によって処理される前に信号中の過渡音が検出されるので，過渡音検出および減衰装置１０の実際の反応速度が帯域分割フィルタ１１の固有遅延の影響を受けないことが確実になる。したがって，信号中の検出された過渡音が増幅器１３に達したときには，利得計算ブロック１２は既にそれらを減衰させる準備ができている。

遅延タイマのカウント中，すなわち高速またはピーク過渡音が検出されて上記システムによって処理されているとき，９０パーセンタイル・レベル測定ブロック１９からの信号Ｓ_ｓｌｏｗは更新されない。過渡音の処理中に信号が更新された場合，信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルは過渡音の終了時に高くなり，したがって音全体が通常圧縮処理によって減衰される。自覚効果として，過渡音があると，その後に短い無音状態が続き，これは最長で数秒間続く可能性がある。

各周波数帯において信号が増幅器１３によって増幅されると，各周波数帯は合計ブロック１４において再加算（合計）されて（added back together）複数の周波数帯を含む出力信号が生成される。図２では，１つの周波数帯を音レベル計算ブロック１６，利得計算ブロック１２および増幅器１３に搬送する１つのチャネルのみが示されている。

通常圧縮状態において，特定の周波数帯における利得低減はフィッティング中に指定される利得レベルおよび付随する圧縮に相当する。信号レベルが圧縮器の上限に達した場合は，特定周波数帯の利得計算ブロック１２によって利得レベルが相応に低減される。ピーク過渡音状態では過渡音検出ブロック１５によって検出されたピーク過渡音が利得計算ブロック１２によって抑制され，高速過渡音状態では過渡音検出ブロック１５によって検出された高速過渡音が利得計算ブロック１２によって抑制される。

過渡音検出が帯域分割フィルタ・バンク１１の前の段階で行われるという事実は，信号が有限量の所要時間で帯域分割フィルタ１１，増幅器１３および合計ポイント１４を通過するという事実によって潜在的反応時間（the potential reaction time）を短くする。過渡音検出ブロック１５の処理時間はかなり短いので，利得計算ブロック１２の反応時間が短くなり，実質的に過渡音はシステムにとって予測可能になる。

図３は，発話および様々な形の過渡騒音における，最も強力な過渡音（most powerful transients）の統計分布のグラフを示している。音例セット（a set of sound examples）は，それぞれが３２０個の信号サンプル値を含み，これは３２ｋＨｚのサンプルレートで０．１秒の音に相当する。このセットを，いくつかの異なる過渡音源および話された言葉から記録し，その後，勾配値（すなわち，並べ替えた２つのサンプル値の差）で徐々に減っていく順に並べ替えた。このグラフは，発話の中の過渡音と，他の音の中の過渡音との違いを示している。

図３のグラフから２つの重要な事実が読み取れる。第１の事実は，非発話過渡音の立上がりが発話過渡音よりもかなり速いことである。第２の事実は，発話過渡音の立上がりが，実質的には１６０．０００ｄＢ／秒（３２ｋＨｚのサンプルレートで５ｄＢ／サンプル）よりも決して速くないことである。この事実が，この発明による過渡音検出器および過渡音検出ブロックに活用される。すなわち，発話過渡音を非発話過渡音から分離するために，５ｄＢ／サンプルの制限を，図２に示した過渡音検出ブロック１５における制限として好適に用いることが可能である。図３から得られる情報を用いて過渡音検出器のパラメータを与えることによって，信号中に存在する発話過渡音からの影響を受けずに信号中のピークを確実に検出することが可能になる。

図２の過渡音検出ブロック１５によって入力信号から取出され，この発明による補聴器の過渡音分析および検出過程に使用される信号は，過渡音信号に関する入力信号の挙動の簡略化された実時間モデルを表す。そして，このモデルは，この発明による補聴器の過渡音再生の不快さを低減するために，処方で規定された圧縮からの圧縮方式のずれに関して利得計算ブロック１２によって行われる決定の基礎をなすものである。以下では，この取出された信号について，図４，５，６，７，および８を参照しながらさらに詳細に説明する。

図４は補聴器の入力信号の一例のレベルのオシログラムである。この入力信号例の継続時間は約７００ミリ秒である。図４のオシログラムに示す入力信号例は３つの過渡音事象を含む。図４，５，６，７および８についての以下の説明では，入力信号例の起点をすべてのタイミングの基準とする。第１の点（ポイント）Ａ（８０ミリ秒）において入力信号中に大きな過渡音が発生し，第２の点Ｂ（４７０ミリ秒）においてそれよりも小さな第２の過渡音が発生し，第３の点Ｃ（５９０ミリ秒）においてさらに小さな第３の過渡音が発生している。以下では，この発明による過渡音検出および減衰システムが上記入力信号中の過渡音を処理する方法を，さらに詳細に説明する。

図５は，図４の入力信号例に対応する４つのレベル測定の信号グラフをまとめたグラフである。これらの信号は，この発明による補聴器の圧縮器に対する制御信号として用いられる。第１のグラフは実線で示す信号Ｓ_Ｌである。第２のグラフは破線で示す信号Ｓ_ｆａｓｔである。第３のグラフは一点鎖線で示す信号Ｓ_ｐｅａｋである。第４のグラフは点線で示す信号Ｓ_ｓｌｏｗである。

図５に実線で示す第１の信号Ｓ_Ｌのグラフは，図２の音レベル計算ブロック１６によって計算された音レベル制御信号を表す。第１の過渡音よりも前では，信号Ｓ_Ｌのレベルは信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルに密接に追従する。第１の過渡音の開始時，すなわち，点Ａでは，Ｓ_Ｌのレベルは信号Ｓ_ｐｅａｋのレベルに追従するので，過渡音とともに約７２ｄＢまで鋭く立ち上がる。１６０ミリ秒において，信号Ｓ_Ｌのレベルは信号Ｓ_ｆａｓｔのレベルと一致する。約２２０ミリ秒において，Ｓ_Ｌのレベルは，再度，信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルに到達する。第２の過渡音の開始時，すなわち，点Ｂでは，信号Ｓ_Ｌのレベルは過渡音とともに約５２ｄＢまで立上がり，５３０ミリ秒において，Ｓ_Ｌのレベルは，再度，Ｓ_ｓｌｏｗのレベルまで落ちる。第３の過渡音の開始時，すなわち，点Ｃでは，信号Ｓ_Ｌのレベルは，２回，約４８ｄＢまで鋭く立上がるが，約６１０ミリ秒において，再度，Ｓ_ｓｌｏｗのレベルまで急速に落ちる。このように，Ｓ_ＬのレベルはＳ_ｐｅａｋのレベルに追従するが，Ｓ_ｓｌｏｗのレベルを下回ることはない。

図５に破線で示す第２の信号Ｓ_ｆａｓｔのグラフは信号の絶対平均レベルを表す。Ｓ_ｆａｓｔのレベルは，第１の過渡音が発生するまで４０ｄＢを下回っている。第１の過渡音の開始時，すなわち，点Ａでは，信号Ｓ_ｆａｓｔのレベルは過渡音に追従して約６８ｄＢまで鋭く立上がり，その後落ちて，再度，Ｓ_Ｌのレベルにほぼ追従し，Ｓ_ｆａｓｔのレベルは約２２０ミリ秒においてＳ_Ｌのレベルと交差し，３０ｄＢよりも下に落ちる。第２の過渡音の開始時，すなわち，点Ｂでは，信号Ｓ_ｆａｓｔのレベルは約５５ｄＢまで立上がる。第３の過渡音の開始時，すなわち，点Ｃでは，Ｓ_ｆａｓｔのレベルはＳ_ｓｌｏｗのレベルに辛うじて届いている。

図５に一点鎖線で示す第３の信号Ｓ_ｐｅａｋのグラフは信号のピーク・レベルを表す。ピーク・レベルは入力信号の絶対ピーク・ボリューム・レベルを表し，特定の周波数帯における信号の包絡線を形成する。ピーク・レベルは，利得計算ブロック１２が信号中の最速かつ最大の過渡音に追従してこれを減衰させることができるように，実際の入力レベル（ここでは音レベルと称する）を求めるべく，音レベル計算ブロック１６によって使用される。

図５に点線で示す第４の信号Ｓ_ｓｌｏｗのグラフは信号の９０パーセンタイル・レベルを表す。９０パーセンタイル・レベルは時間帯の９０％において信号の上限となるレベルである。このＳ_ｓｌｏｗのグラフは，信号Ｓ_ＬのレベルがＳ_ｓｌｏｗのレベルよりも高いところ以外では，信号Ｓ_Ｌのグラフと一致する。信号Ｓ_ｓｌｏｗはどちらかと言えば変化がゆっくりの信号であり，さらにそのリリース時間はアタック時間の約１０倍の長さである。すなわち，立上がりの速さが立下がりの速さの約１０倍である。

過渡音によって全体の音レベルが下がらないようにするために，信号Ｓ_ｓｌｏｗの値はピークが検出された際には一定値に保持され，システムのヒステリシスがタイム・アウトした時点でリリースされる。このことはグラフにおいて見ることができ，信号Ｓ_ｓｌｏｗは，約１９０ミリ秒において，すなわち過渡音事象の終了後に，全体の音レベルのわずかな増加に反応して数ｄＢ立上がっている。

図２の利得計算ブロック１２は，図５に示す３つのレベル測定信号Ｓ_ｓｌｏｗ，Ｓ_ｆａｓｔおよびＳ_ｐｅａｋから，中間信号Ｓ_Ｎおよび対応する利得レベル信号Ｇ_Ｔを計算する。これを図６のグラフに示す。このグラフは，図４の入力信号例のグラフおよび図５のレベル測定信号のグラフと時間的に対応している。図６に実線で示す第１の信号Ｓ_Ｎは，信号Ｓ_Ｌから信号Ｓ_ｓｌｏｗを差引いたレベルとして計算され，これによって９０パーセンタイルを超える音レベルの表現が取得される。すなわち，９０パーセンタイルは音レベル信号から取除かれる（filtered out）。この信号は，図６において正規化された音レベル信号Ｓ_Ｎとして示され，利得調節量の計算に使用される。

図６に点線で示す第２の信号Ｇ_Ｔは，複数の周波数帯のうちの１つにおいて正規化された音レベルＳ_Ｎから計算された結果としての利得レベル信号を表す。入力信号中の過渡音に反応して，利得計算ブロック１２によって計算される増幅器１３に対する利得調節レベルは，図６の信号Ｇ_Ｔのレベルのグラフから明らかであり，以下では，この利得調節レベルについてさらに詳細に説明する。

利得レベルＧ_Ｔは，入力信号例において，点Ａ（図４を参照）における第１の過渡音の開始までの最初の約８０ミリ秒間は，約１．８倍の増幅率に対応する約＋５ｄＢで安定している。点Ａにおける第１の過渡音の開始において，信号Ｓ_Ｎのレベルは約＋３０ｄＢまで鋭く立上がる。最終的な結果として，過渡音検出および減衰装置は，検出された過渡音を減衰させるために，対応する利得レベルの低減を実行する。この場合，利得レベルＧ_Ｔは，約＋５ｄＢから約−１０ｄＢまで低減される。すなわち，利得は過渡音に対応するために１５ｄＢ低減される（すなわち，元の値の６分の１まで低減される）。利得低減量は当該周波数帯における利得レベルおよび利得減衰係数に依存する。利得レベルＧ_Ｔは，入力信号例の約２３０ミリ秒までに，過渡音の発生前のレベルである＋５ｄＢまで回復する。このようにして，当該周波数帯における全体の音レベルに影響することなく，過渡音が減衰される。

点Ｂ（図４を参照）では第２の過渡音が発生する。第２の過渡音によって，図６の信号Ｓ_Ｎのレベルは再び鋭く立上がり，約＋１０ｄＢに達する。これは，第１の過渡音のときよりも２０ｄＢ低い。第２の過渡音のレベルはかなり低いので，利得レベルＧ_Ｔは＋５ｄＢから約−２ｄＢに低減される。約５４０ミリ秒において，利得レベルＧ_Ｔは過渡音の発生前のレベルである＋５ｄＢまで回復する。

点Ｃ（図４を参照）では第３の過渡音が発生する。第３の過渡音によって，信号Ｓ_Ｎのレベルは５９０ミリ秒で約＋５ｄＢまで鋭く立上がり，約６００ミリ秒でゼロに戻る。その結果，利得レベルＧ_Ｔはわずかに約＋１ｄＢまで低減され，その後第３の過渡音の発生前の基準値である＋５ｄＢに戻る。これらは，過渡音の発生時に信号Ｓ_Ｎのレベルが高くなり，システムがそれに応じて反応するためである。この挙動は，聴力が正常な人の，全体的に音が大きい環境における比較的高速な過渡音の知覚に適合している。

図６からわかるように，検出される過渡音のレベルによって，その後に過渡音減衰システムが過渡音の減衰をどのように行うかが決まる。大きな過渡音も，穏やかな過渡音も，過渡音減衰システムによってただちに減衰されるが，減衰の度合いは過渡音の性質（the nature）に依存する。

図７は入力信号例における過渡音検出動作を示すグラフである。このグラフはピーク差Δｐを示しており，Ａ，ＢおよびＣにおいて過渡音事象を含む図４，５および６に時間的に対応する。このグラフは，隣接する２つのサンプル値の差を３２ｋＨｚのサンプル・レートにおけるｄＢ／サンプルで表している。このグラフは，図５において一点鎖線で示しす，信号のピーク・レベルの差分商（the difference quotient）であると見ることができ，したがって信号ピーク値がサンプル間でいかに速く変化するかの程度を示している。

図７において，Δｐのグラフの最初の約８０ミリ秒は，２ｄＢ／サンプルを下回る散発的なピーク差値を示している。図４の第１の過渡音事象，すなわち点Ａにおいて，Δｐのグラフは，約１２ｄＢ／サンプルの１つの事象と，４ｄＢ／サンプルを上回る連続するいくつかの事象とを示しており，これらは大きなピーク過渡音であることを示している。これによって，図２の過渡音検出ブロック１５におけるピーク過渡音減衰反応がトリガされる。図４の第２の過渡音事象，すなわち点Ｂにおいては，図７のΔｐのグラフは約３〜４ｄＢ／サンプルのいくつかの事象を示している。これによって，図２の過渡音検出ブロック１５における高速過渡音減衰反応がトリガされる。図４の第３の過渡音事象，すなわち点Ｃにおいては，図７のΔｐのグラフは５ｄＢ／サンプルを上回る単一の過渡音事象を示しており，これによってピーク過渡音減衰反応が短くトリガされる。

図７から，過渡音を検出するだけでは不十分であることもわかるであろう。過渡音は非常に頻繁に発生しているからである。システムに適正な安定性を持たせるには，検出された過渡音の最小立上がりレベル（minimum rise level ）を考慮に入れなければならない。図２の過渡音検出ブロック１５が過渡音事象を検出すると，検出された過渡音を適正に減衰させるために必要な利得低減量を計算すべく，音レベル計算ブロック１６が稼働中に信号Ｓ_ｐｅａｋ，Ｓ_ｓｌｏｗおよびＳ_Ｌのレベルを分析する。

図８のグラフは，過渡音減衰システムの３つの状態，すなわち「通常」圧縮，高速過渡音減衰およびピーク過渡音減衰を示す。グラフ内の各タイミングは，図４，５，６および７における各タイミングに対応する。図８のグラフには，図４，５，６および７と同様の点Ａ，ＢおよびＣにおける３つの過渡音の表記以外に，入力信号中のどの過渡音の検出とも関連していない４つの点Ｄ，Ｅ，ＦおよびＧも示している。これらの点は，過渡音検出状態から別の過渡音検出状態または通常状態へのシフトを示している。運用時には，過渡音減衰システムは，前述のように入力信号から取出されたパラメータによる入力信号の分析の結果にしたがって，これら３つの状態を切り替える。

２つの過渡音減衰状態は，図２の利得計算ブロック１２が，信号Ｓ_ｆａｓｔの後の高速過渡音減衰状態で過渡音信号を減衰させて利得レベルＧ_Ｔを制御すること，または信号Ｓ_ｐｅａｋの後のピーク減衰状態で過渡音信号を減衰させて利得レベルＧ_Ｔを制御することを可能にする。通常状態では，利得計算ブロック１２は信号Ｓ_ｓｌｏｗに追従して利得レベルを計算する。

過渡音減衰システムは，第１の過渡音までは図８のグラフの通常状態にある。利得計算は信号Ｓ_ｓｌｏｗのレベルの変化に応じて信号の圧縮を行う。図８の点Ａにおいて第１の過渡音が発生すると，過渡音減衰システムは，まずピーク過渡音減衰状態に切替わる。点Ｄ（１５０ミリ秒）において，過渡音減衰システムは高速過渡音減衰状態に変わる。これは，信号Ｓ_ｐｅａｋのレベルからピーク・オフセットを差引いたものが信号Ｓ_ｆａｓｔのレベル以下になり（図５および表１を参照），ピーク過渡音ヒステリシスがこの点でタイム・アウトしたためである。信号Ｓ_Nのレベルが（図６に示したように）ゼロに達し，高速過渡音ヒステリシスがタイム・アウトした場合，過渡音減衰システムは点Ｅ（約２２０ミリ秒）で通常状態に切り替わる。

図８の点Ｂにおいて第２の過渡音が発生すると，過渡音減衰システムは高速過渡音減衰状態に切替わる。これが行われるのは高速過渡音が検出されたためである。すなわち，Ｂにおける過渡音がピーク過渡音減衰の閾値を下回るためである（図６および図７を参照）。約５６０ミリ秒で正規化された音レベルがゼロに達し，高速ヒステリシスがタイム・アウトすると，過渡音減衰システムは点Ｆで通常状態に再度切替わる。

図８の点Ｃにおいて第３の過渡音が発生すると，過渡音減衰システムはピーク過渡音減衰状態に切替わる。第３の過渡音は，全体の信号レベルに対して非常に短く，穏やかであるため，利得は非常に短い時間だけ過渡音減衰システムによって減衰され，正規化された音レベルはほぼ直後にゼロに達し，ピーク過渡音ヒステリシスは約６７０ミリ秒の点Ｇでタイム・アウトする。この時点で，過渡音減衰システムは通常状態に再度切り替わる。なお，利得が低減されるのは，図５において実線のグラフで示す正規化された音レベルがゼロを上回る短い間だけであり，これは，システムが点Ｇまでピーク過渡音検出状態にあったとしても同じである。

図８のグラフからさらに読取れることとして，２つの過渡音減衰状態のいずれかにおいて，過渡音減衰状態または通常状態への切替が行われる前に，過渡音状態ヒステリシス時間（the transient state hysteresis time）と称される一定の時間帯が経過することが必要であることである。この時間帯の存在について以下で説明する。過渡音の検出は図２のフィルタ・バンク１１の上流で行われる。過渡音検出ブロック１５は，過渡音検出ブロック１５の入力に過渡音が存在する時点とその過渡音が出力に現れる時点との間の固有遅延が短い。フィルタ・バンクも群遅延（the group delay）と称される信号処理における固有遅延を有する。しかしながら，フィルタ・バンクの固有遅延は過渡音検出ブロック１５の固有遅延より長い。

入力信号中に過渡音が検出されると，過渡音検出ブロック１５は，前述のように，ステート・マシンを高速過渡音減衰状態またはピーク過渡音減衰状態に置く。過渡音を含む入力信号が帯域分割フィルタ・ブロック１１から出たあとも，過渡音減衰ブロック１６は引き続き，２つの過渡音減衰状態のいずれかでなければならない。過渡音検出ブロック１５がステート・マシン２０に対して過渡音が終了したことを通知したとしても，過渡音状態ヒステリシス時間があることによって，過渡音の減衰が引続き行われる。入力信号中に過渡音が検出されない場合，過渡音減衰ブロック１６は信号中の過渡音が帯域分割フィルタから出る前に通常状態に戻り，過渡音は減衰されない。

このようにして３つの圧縮状態を切替えることの利点は，入力信号中の大きく，高速な過渡音を，システムが，他の音に影響を及ぼすことなく効果的に減衰させることである。穏やかな過渡音に対して第３の状態を含めることの理由は，多数の過渡音がランダムに発生する不安定な音環境において滑らかな遷移（トランジション）を維持するためである。結果として，補聴器の処方によって要求される利得係数が大きい場合でも，全体の音がより快適である補聴器が得られる。

Claims (22)

1. マイクロフォン，信号処理装置および出力トランスデューサを備え，上記信号処理装置は，入力信号を複数の周波数チャネル入力信号に分割するフィルタ・バンクおよび上記チャネルからの出力信号を合計する加算器を有し，各周波数チャネルは，チャネル音レベル計算器，チャネル利得計算器およびチャネル増幅器を備え，各チャネル音レベル計算器はチャネル入力信号からパラメータ・セットを導出するように構成され，各チャネル利得計算器は各チャネル増幅器の利得を動的に制御するように構成され，各チャネル増幅器はユーザの処方にしたがって信号を処理するように構成され，各チャネル利得計算器および各チャネル増幅器は一緒にチャネル圧縮器を形成している補聴器であって，
   上記信号処理装置は，上記フィルタ・バンクの上流に置かれた過渡音検出器を備え，上記過渡音検出器は，上記入力信号の勾配を求めて，上記入力信号の上記勾配が所定値を超える場合に上記各チャネル音レベル計算器に信号を与える手段を有しており，上記各チャネル音レベル計算器は上記導出されたパラメータ・セットに基づいて上記各周波数チャネルにおける上記チャネル利得計算器および上記チャネル増幅器の圧縮速度を制御することを特徴とする，
   補聴器。
2. 上記各チャネル利得計算器は，上記導出されたパラメータ・セットから選択されたパラメータを用いて上記各チャネル増幅器の利得レベルを制御する手段を有することを特徴とする，請求項１に記載の補聴器。
3. 上記各チャネル音レベル計算器は，上記チャネル入力信号からチャネル・パーセンタイル・レベル，チャネル絶対平均レベルおよびチャネル・ピーク・レベルを導出する手段を備えることを特徴とする，請求項１に記載の補聴器。
4. 上記入力信号の上記勾配を求める手段は，上記入力信号のピーク値差を求める手段を有することを特徴とする，請求項１に記載の補聴器。
5. 上記過渡音検出器は，検出された過渡音を複数の過渡音種類に分類する手段を備えることを特徴とする，請求項１に記載の補聴器。
6. 上記各チャネル音レベル計算器は，上記各チャネル利得計算器において少なくとも１つのチャネル過渡音減衰設定を作動する手段を有することを特徴とする，請求項１に記載の補聴器。
7. 少なくとも１つのチャネル過渡音減衰設定を作動する上記各手段は，所定時間にわたってチャネル過渡音減衰設定を維持する手段を有することを特徴とする，請求項６に記載の補聴器。
8. 所定時間にわたってチャネル過渡音減衰設定を維持する上記各手段は，少なくとも上記所定時間の継続時間の間，上記チャネル・パーセンタイル・レベルの更新を抑制する手段を有することを特徴とする，請求項７に記載の補聴器。
9. 上記各チャネル利得計算器は，上記チャネル過渡音減衰設定のうちの１つが作動された場合に専用のチャネル圧縮比を上記チャネル入力信号に適用する手段を有することを特徴とする，請求項７に記載の補聴器。
10. 入力信号中の広帯域過渡音を検出し，上記入力信号を複数の周波数帯に分割し，上記各周波数帯を処理するステップを含み，上記処理は，上記帯域入力信号から帯域パラメータ・セットを導出し，ユーザの処方にしたがって上記各周波数帯において帯域利得レベルを計算して上記信号に適用するステップとを含み，帯域利得レベルを計算するステップは，上記広帯域過渡音のレベルおよび上記導出された帯域パラメータ・セットのレベルにしたがって過渡音を圧縮し，上記補聴器による再生のために上記各周波数帯からの出力信号を合計するステップを含む，補聴器において過渡音信号を処理する方法。
11. 上記帯域入力信号から帯域パラメータ・セットを導出するステップは，上記各周波数帯において，上記帯域入力信号から，帯域絶対平均レベル，帯域ピーク・レベルおよび帯域パーセンタイル・レベルを導出するステップを含む，請求項１０に記載の方法。
12. 上記入力信号中の過渡音を検出するステップは，ピーク・レベル差を計算するステップを含む，請求項１０に記載の方法。
13. 上記入力信号中の過渡音を検出するステップは，上記過渡音を複数の所定の過渡音種類のいずれかに分類するステップを含む，請求項１０に記載の方法。
14. 上記帯域利得レベルを計算するステップは，過渡音が上記複数の所定の過渡音種類のいずれに属するかを判定し，上記過渡音種類に応じて，対応する複数の利得低減ストラテジの中からいずれかの利得低減ストラテジを選択するステップを含む，請求項１３に記載の方法。
15. 上記所定の過渡音種類は少なくとも１つの発話過渡音種類と少なくとも１つの非発話過渡音種類とを含む，請求項１３に記載の方法。
16. 上記所定の過渡音種類は１つの発話過渡音種類と２つの非発話過渡音種類とを含む，請求項１４に記載の方法。
17. 上記選択された利得低減ストラテジは，検出された過渡音の終了後，所定の時間にわたって維持される，請求項１５に記載の方法。
18. 上記帯域パーセンタイル・レベル値の更新が，検出された過渡音の処理の間は抑制される，請求項１７に記載の方法。
19. 上記利得低減ストラテジは，上記帯域入力信号の上記ピーク・レベルにしたがって上記帯域利得を制御することを含む，請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
20. 上記利得低減ストラテジは，上記帯域入力信号の上記帯域絶対平均レベルにしたがって上記帯域利得を制御することを含む，請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
21. 上記利得低減ストラテジは，上記所定時間の間に上記選択された利得低減ストラテジを用いて上記検出された過渡音のダイナミック・レンジを圧縮することによって，上記帯域利得を制御することを含む，請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
22. 上記過渡音減衰設定のいずれかが作動されるたびに，上記帯域入力信号に専用の圧縮比が適用される，請求項１４から２１のいずれか一項に記載の方法。

Images