JP5252738B2 - 環境適応型補聴器 - Google Patents

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Description

本発明は、補聴器に関し、より詳細には、出力信号の聴力補償方式を自動的に切り替える技術に関する。
近年の補聴器は、デジタル信号処理によって、入力された音を、補聴器装用者のダイナミックレンジに合わせて圧縮処理して出力する。すなわち、小さい音は大きく、大きい音は大きすぎないように増幅することによって、補聴器装用者に聞き取りやすい音を出力している。また、音とともに周囲環境雑音も同時に増幅してしまうと音明瞭度の低下や不快感の増加が起きるので、信号（音）と雑音（環境音）の比であるＳＮ比をより大きくするために、周囲環境雑音の影響に対応して聴力補償方式を変化させている。
従来の環境適応型補聴器は、周囲環境雑音の影響に対応して聴力補償方式を変化させるために、補聴器における１個以上のマイクロホンから取得した入力信号をもとにいくつかの特徴量を抽出し、これらの特徴量を、あらかじめ登録済みの標準パターンと比較して、入力信号との類似度の最も大きい標準パターンを選択し、標準パターンごとに聴覚の補償方法を対応づけた参照テーブルから補償方法を選択する補償方法選択部を持つことを特徴としている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−１０５３９９号公報
しかしながら、前記従来の構成では、周囲環境の推定をマイクロホンからの入力信号に頼っているため、入力信号から抽出される特徴量が似ていたり、周囲の音が時々刻々と変化する様な周囲環境においては、周囲環境の推定を誤り補聴器装用者の意図しない聴力補償方式が選択されたり、不必要に補聴処理が切り替わってしまうという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、周囲環境の推定精度を向上させることができる環境適応型補聴器を提供することを目的とする。
本発明の環境適応型補聴器は、周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、前記周囲音を入力する入力部と、あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、現在時刻を取得する時刻取得部を備え、前記予測環境参照部が、前記予測周囲環境テーブルに、所定の時間帯と前記所定の時間帯に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、前記環境推定部が、前記周囲環境候補と、前記時刻取得部により取得された現在時刻に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定し、前記予測環境参照部が、当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、前記予測周囲環境テーブルに、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、前記環境推定部が、前記周囲環境候補と、前記時刻取得部により取得された現在時刻に対応する予測周囲環境候補および前記移動速度算出部により算出された移動速度に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する。
この構成により、あらかじめ周囲環境を予測するための予測情報（周囲音以外の周囲環境に対応する情報）を設定し、入力された周囲音に基づいて推定された周囲環境をこの予測情報により調整することで、周囲環境の推定精度を向上させることができる。また、予測情報を時刻に対応する情報とすることで、時刻による周囲環境の推定精度を向上させることができる。また、予測情報を時刻と補聴器の移動速度に対応する情報とすることで、時刻および速度による周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、前記周囲音を入力する入力部と、あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、当該補聴器の現在位置を取得する現在地取得部と、を備え、前記予測環境参照部は、前記予測周囲環境テーブルに、所定の地域と前記所定の地域に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記現在地取得部により取得された現在地に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する。
この構成により、あらかじめ周囲環境を予測するための予測情報（周囲音以外の周囲環境に対応する情報）を設定し、入力された周囲音に基づいて推定された周囲環境をこの予測情報により調整することで、周囲環境の推定精度を向上させることができる。また、予測情報を現在地に対応する情報とすることで、地域による周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記予測環境参照部が、前記現在地取得部により取得された当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、前記予測周囲環境テーブルに、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前前記現在地取得部により取得された現在地に対応する予測周囲環境候補および前記移動速度算出部により算出された移動速度に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する。
この構成により、予測情報を現在地と補聴器の速度に対応する情報とすることで、地域および速度による周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、前記周囲音を入力する入力部と、あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、現在時刻を取得する時刻取得部と、当該補聴器の現在位置を取得する現在地取得部と、前記予測周囲環境テーブルに記憶された複数の予測周囲環境候補から少なくとも１つの予測周囲環境候補を選択する予測環境選択部と、を備え、前記予測環境参照部は、前記現在地取得部により取得された当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、前記予測周囲環境テーブルに、所定の時間帯と前記所定の時間帯に対応する予測周囲環境候補と、所定の地域と前記所定の地域に対応する予測周囲環境候補と、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補と、を記憶し、前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記予測環境選択部により選択された予測周囲環境候補に基づいて、前記推定周囲環境を推定する。
この構成により、あらかじめ周囲環境を予測するための予測情報（周囲音以外の周囲環境に対応する情報）を設定し、入力された周囲音に基づいて推定された周囲環境をこの予測情報により調整することで、周囲環境の推定精度を向上させることができる。また、予測情報を時刻と現在地と補聴器の速度に対応する情報とすることで、時刻、地域、速度の少なくとも１つによる周囲環境の推定精度を向上させることができる。これにより、より周囲環境の推定精度が向上する。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記時刻取得部が、補聴器外部の時計機能を持つ装置との通信により現在時刻を取得する。
この構成により、補聴器自体に時計機能を有していなくても良く、補聴器を小型化や処理負荷の軽減が可能である。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記予測環境参照部が、前記予測周囲環境テーブルに補聴器外部の装置と通信して前記予測周囲環境候補を設定する予測環境設定部と、前記予測周囲環境テーブルから所定条件に対応する予定周囲環境候補を検索する予定環境検索部とを備える。
この構成により、あらかじめ周囲環境を予測するための予測情報を設定可能となり、この予測情報を用いることで、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記環境推定部が、前記入力部により入力された周囲音に基づく入力信号から特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量に基づいて、周囲環境テーブルに格納された前記周囲環境候補ごとの類似度を算出する類似度算出部と、前記周囲環境候補ごとの前記類似度の大きさを比較して、前記推定周囲環境を決定する推定環境出力部とを備える。
この構成により、周囲環境候補ごとの類似度に基づいて推定周囲環境を決定するため、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記推定環境出力部は、決定した前記推定周囲環境と所定条件に対応する前記予測周囲環境候補が一致したか否かに基づいて、前記推定周囲環境を推定する時間間隔を変更する。
この構成により、補聴器が予測された周囲環境に存在する場合には周囲環境の推定頻度を小さくすることで、補聴器の処理負荷を軽減可能である。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記推定環境出力部が、前記周囲環境の推定に際し、前記予測周囲環境候補を勘案するか否かを切り替える。
この構成により、例えば、音信号平均音圧レベルが一定である場合には、何度も同様の推定周囲環境候補の調整を行う必要がなく、補聴器の処理負荷を軽減可能である。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記推定環境出力部が、前記入力信号の音信号平均音圧レベルが所定閾値以上である場合、前記聴力補償部におけるゲインが所定以下となる周囲環境候補を前記推定周囲環境として推定する。
この構成により、例えば、音信号平均音圧レベルが所定値よりも大きい場合、必要以上に声が増幅されることを防止可能である。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記特徴量算出部が、前記入力信号の音信号平均音圧レベル、雑音信号平均音圧レベル、音信号持続時間、および雑音信号持続時間を前記特徴量として抽出する。
この構成により、例えば、「オフィス作業」、「雑音会話」、「静か」、「会話」などの周囲環境を想定することが可能となる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記類似度算出部が、前記特徴量ごとに、前記特徴量の値と前記周囲環境テーブルに格納された周囲環境候補における所定値との差を二乗したものを積算して前記類似度とする。
この構成により、特徴量の差異が強調された類似度を算出することが可能となり、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記推定環境出力部が、前記予測周囲環境候補と一致する前記周囲環境候補の類似度に重み付けする。
この構成により、例えば０から１の間の数値を類似度に乗算することで重み付けを行うことで、予定周囲環境候補と一致する周囲環境候補の類似度が小さくなり、その周囲環境候補が推定周囲環境として選択されやすくなる。したがって、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記聴力補償方式決定部が、補聴器が持つ聴力補償機能ごとのオン／オフ情報を前記聴力補償方式として前記聴力補償部へ出力する。
この構成により、例えば、食事中には食器雑音抑制機能をオン、通勤中には電車雑音抑制機能をオンとすることで、所望の補聴処理を実現することができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記聴力補償方式決定部が、周波数帯域ごとのゲインの増減率および重み係数を前記聴力補償方式として前記聴力補償部へ出力する。
この構成により、例えば、補聴器装用者の聴力特性を考慮し、聞き取りにくい周波数帯についてはゲインの増幅率を大きくし、聞き取りやすい周波数帯についてはゲインの増幅率を小さくすることで、所望の補聴処理を実現することができる。
また、本発明の環境適応型補聴器は、前記聴力補償部が、前記入力信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して周波数帯域ごとの周波数信号を出力する周波数分割部と、前記周波数信号のパワーを計算するパワー計算部と、補聴器装用者の聴力特性に適合するようあらかじめ設定された周波数帯域ごとの設定ゲインをゲインテーブルから取得した後、前記聴力補償方式に対応して、前記周波数帯域ごとの設定ゲインを調整するゲイン調整部と、前記周波数帯域ごとのパワーに前記調整ゲインを乗算して調整信号として出力するゲイン乗算部と、前記周波数帯域ごとの調整信号をもとに、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する周波数合成部とを備える。
この構成により、周波数毎に所望の補聴処理を行うことが可能となる。
本発明の環境適応型補聴器によれば、時間帯ごとに異なる周囲環境を予め登録し、補聴を行う際の周囲環境推定に用いるようにしたので、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
また、本発明の環境適応型補聴器によれば、場所ごとに異なる周囲環境を予め登録し、補聴を行う際の周囲環境推定に用いるようにしたので、周囲環境の推定精度を向上させることが出来る。
また、本発明の環境適応型補聴器によれば、速度ごとに異なる周囲環境を予め登録し、補聴を行う際の周囲環境推定に用いるようにしたので、周囲環境の推定精度を向上させることができる。
本発明の第１の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図 本発明の第１の実施形態における予定環境参照部の詳細なブロック図 本発明の第１の実施形態における環境推定部の詳細なブロック図 本発明の第１の実施形態における聴力補償部の詳細なブロック図 本発明の第２の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図 本発明の第２の実施形態における地域環境参照部の詳細なブロック図 本発明の第３の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図 本発明の第３の実施形態における速度環境参照部の詳細なブロック図 本発明の第４の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図
以下に、本発明の環境適応型補聴器の実施形態を図面とともに詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図を示す。図１に示すように本実施形態の環境適応型補聴器は、入力部１１０と聴力補償部１３０と出力部１５０と予定環境特定部１００と環境推定部２００と聴力補償方式決定部２２０で構成される。
入力部１１０は、マイクロホンにより可聴領域の音を集音し、適切に増幅した後にＡ／Ｄ変換して入力信号１２０を取得する。ここで、マイクロホンは、１個の構成とすることもできるが、以下では、マイクロホンを前後２個に搭載する構成について説明する。マイクロホン２個の場合、入力部１１０は、２つのマイクロホンから出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換し、前側のマイクロホンが集音した信号を入力信号１２０ａ、後側のマイクロホンが集音した信号を入力信号１２０ｂとして出力する。
聴力補償部１３０は、入力部１１０により取得された入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂのうち入力信号１２０ａを、あらかじめ設定された補聴器装用者の聴力特性に適合するよう出力信号１４０に変換する。
出力部１５０は、聴力補償部１３０により入力信号１２０から変換された出力信号１４０を、Ｄ／Ａ変換してレシーバー（イヤホンやスピーカー）に出力する。
予定環境特定部１００は、時刻取得部１６０と予定環境参照部１８０で構成され、現在時刻の予定に対応した環境情報を出力するものである。
時刻取得部１６０は、補聴器に内蔵した時計機能により現在時刻１７０を取得する。なお、時刻取得部１６０は、時刻だけでなく、年月日を同時に取得することも可能であり、その場合、現在時刻１７０は年月日と時刻の情報を持つ。また、現在時刻１７０は、年月日や時刻から一対一に変換可能な数値や文字列として格納されても良い。時刻取得部１６０が現在時刻１７０を取得するタイミングは、予定環境テーブル２７０の時間帯設定によって決定される。後述するように、予定環境テーブル２７０の最小時間帯が１０分であれば、１０分ごとに時刻を取得する。
予定環境参照部１８０は、時刻取得部１６０により取得された現在時刻１７０をもとに、予定環境１９０を選択して聴力補償方式決定部２２０へ出力する。なお、予定環境参照部１８０は、あらかじめ設定された当該補聴器の周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部としての機能を有する。予定環境とは、補聴器装用者の予定された行動パターンにより、補聴器装用者がおかれているであろう環境のことである。図２は、本発明の第１の実施形態における予定環境参照部１８０の詳細なブロック図を示す。図２に示すように予定環境参照部１８０は、予定環境テーブル２７０と予定環境設定部２８０と予定環境検索部２９０で構成される。以下、図２を用いて、予定環境参照部１８０の詳細を説明する。
予定環境テーブル２７０は、時間帯と予定環境候補を対とした複数組の情報を記憶する。予定環境テーブル２７０の時間帯と予定環境候補は、予定環境設定部２８０を経由してあらかじめ図２の予定環境テーブル２７０に示すように設定される。予定環境設定部２８０は、無線通信モジュールを備えて外部の装置と通信する。例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格である。
予定環境設定部２８０は、外部の装置から送信されてくる時間帯と予定環境候補の組を、順次予定環境テーブル２７０へ格納する。予定環境テーブル２７０は、効率よく検索できるように、時間帯順に格納される。あるいは、予定環境設定部２８０をフィッティング装置との接続端子と繋がるようにし、フィッティング装置から時間帯と予定環境候補の組を受け取って予定環境テーブル２７０へ格納するようにしても良い。
ここで、予定環境候補について説明する。表１は予定環境候補の一例を示したものであり、各モードに設定されるパラメータを記載している。ここで各モード、即ち「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」「食事」「通勤」が予定環境候補である。この中で、「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」は通常環境、「食事」「通勤」を特殊環境とする。また、パラメータ「雑音抑制」「声検出度」「食器雑音抑制」「電車雑音抑制」は聴力補償方式決定部２２０で用いられる聴力補償方式である。各パラメータとその設定については、聴力補償方式決定部２２０にて詳細に説明する。
Figure 0005252738
予定環境テーブル２７０の時間帯は、あらかじめ定められた最小時間帯の単位で表現される。最小時間帯の単位は、例えば、１０分や３０分などである。時間帯ごとの予定環境候補は、標準となる候補を決めておき、標準以外の候補が予定される時間帯のみ予定環境テーブル２７０に記憶する。例えば、午前８時から午後１０時までは「雑音会話」を標準とし、午後１０時から午前８時までは「静か」を標準とする。
この時、予定環境テーブル２７０に標準以外は何も記憶されていなければ、上述の標準の予定環境候補がそのまま予定環境１９０として出力される。例えば、予定環境テーブル２７０に午前８時３０分から午前９時までの時間帯とそのペアとして「通勤」が設定されていれば、午前８時３０分から午前９時までの間は予定環境１９０として「通勤」が出力され、それ以外の時間帯は標準の予定環境候補が出力される。
このようにすれば、補聴設定の変更が必要な時間帯のみを記憶するように出来るため、記憶領域を削減して消費電力を削減することが出来る。もちろん予定環境テーブル２７０には、２４時間を複数時間帯に区切り、時間帯毎に予定環境候補を格納するようにしても良い。
予定環境検索部２９０は、時刻取得部１６０から現在時刻１７０が更新されると、予定環境テーブル２７０を先頭から検索して、現在時刻１７０が属する時間帯の予定環境候補を参照し予定環境１９０として環境推定部２００へ出力する。なお、あらかじめ予定環境テーブル２７０の時間帯を検索して最初に予定環境候補が変化する時刻と予定環境候補を記憶しておき、現在時刻１７０がその時刻になった時に予定環境１９０を更新するようにしても良い。この場合は、予定環境１９０が更新されるたびに予定環境テーブル２７０を再検索して次に予定環境候補が変化する時刻と予定環境候補を記憶する。
環境推定部２００は、入力信号１２０から特徴量を抽出し、入力信号１２０に基づいて周囲環境を推定して推定周囲環境２１０として聴力補償方式決定部２２０に出力する。図３に、本発明の第１の実施形態における環境推定部２００の詳細なブロック図を示す。図３に示すように環境推定部２００は、特徴量算出部３１０と類似度算出部３３０と周囲環境テーブル３４０と推定環境出力部３６０で構成される。以下、図３を用いて、環境推定部２００の詳細を説明する。
特徴量算出部３１０は、入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂからビームフォーマー等を用いて音信号と雑音信号に分離する。例えばＧｒｉｆｆｉｔｈｓ−Ｊｉｍ型のビームフォーマーを用いる。そして、この音信号と雑音信号から、周囲環境を推定するために必要な特徴量３２０を算出する。特徴量３２０は、音信号平均音圧レベル、雑音信号平均音圧レベル、音信号持続時間、または雑音信号持続時間からなる。音信号平均音圧レベルは、入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂから得られる音信号の音圧レベルを、過去の一定時間で平均化したものである。同様に、雑音信号平均音圧レベルは、入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂから得られる雑音信号の音圧レベルを、過去の一定時間で平均化したものである。また、音信号持続時間は、入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂから得られる音信号の音圧レベルが、特定の閾値レベル以上である状態が、過去どのぐらいの時間持続したかを示すものである。同様に、雑音信号持続時間は、入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂから得られる雑音信号の音圧レベルが、特定の閾値レベル以上である状態が、過去どのぐらいの時間持続したかを示すものである。
類似度算出部３３０は、特徴量算出部３１０で算出された特徴量３２０をもとに、周囲環境テーブル３４０に格納された周囲環境候補ごとに定められた特徴量との類似度３５０を算出する。周囲環境テーブル３４０には、周囲環境候補ごとに、その環境を表すＩＤとその環境におけるいくつかの標準的な特徴量の値を組にして、周囲環境候補の数分だけ複数組が格納されている。
ここで、周囲環境候補について説明する。表２は周囲環境候補の一例を示したものであり、各モードに設定されるパラメータを記載している。予定環境候補と同じく、各モード、即ち「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」が周囲環境候補である。また、パラメータ「雑音抑制」「声検出度」は聴力補償方式決定部２２０で用いられる聴力補償方式である。予定環境候補と異なるのは、モードは通常環境のみであり、特殊環境とそれに対応するパラメータが無い点である。これは、「食事」や「通勤」といった特殊環境における標準的な特徴量が、「雑音会話」や「オフィス作業」の標準的な特徴量と酷似しており、入力信号１２０からだけでは特殊環境を推定することが困難なためである。
Figure 0005252738
例えば、「静か」の環境における特徴量の標準値は、音信号平均音圧レベルと雑音信号平均音圧レベルが低く、音信号持続時間と雑音信号持続時間が短く設定される。また、「会話」の環境においては、音信号平均音圧レベルが高く、雑音信号平均音圧レベルが低く設定される。同様に、「雑音会話」の環境においては、音信号平均音圧レベルが低く、雑音信号平均音圧レベルが高く設定され、「オフィス作業」の環境においては、音信号平均音圧レベルと雑音信号平均音圧レベルが高く設定される。周囲環境テーブル３４０の環境候補のＩＤと標準的な特徴量の値は、予定環境テーブル２７０と同様に、外部のフィッティング装置などから環境候補設定部（図示せず）を経由してあらかじめ設定される。
類似度算出部３３０は、特徴量算出部３１０で算出された４個の特徴量３２０、すなわち、音信号平均音圧レベル、雑音信号平均音圧レベル、音信号持続時間、雑音信号持続時間のそれぞれについて、周囲環境テーブル３４０に格納された全ての環境候補ごとに設定された４個の特徴量の標準値との差を求め、それぞれの差を二乗したものを加算して類似度３５０とする。類似度３５０は、４個の特徴量から１個の値として計算される。環境候補ごとに算出される類似度３５０は、値が小さければ類似性が高く、値が大きければ類似性が低いことを意味する。ここで類似度３５０は周囲環境テーブル３４０の環境候補とそれぞれの環境候補との類似度が配列となって推定環境出力部３６０へ伝送される。
推定環境出力部３６０が、類似度３５０を補正して、補正した類似度の中で最小となる類似度に対応する環境候補を推定周囲環境２１０として出力する。すなわち、推定環境出力部３６０は、予定環境参照部１８０により参照された予定環境１９０を参照し、予定環境１９０と一致する環境候補に対応する類似度に０以上１以下の重みを付けて値を小さくすることにより類似度３５０を調整する。
以上のように、予定環境１９０と一致する環境候補の類似度が小さくなることにより、予定環境１９０と一致する環境候補が推定周囲環境２１０として選択されやすくなる。また、特徴量３２０が予定環境１９０に対応するものと著しく異なる特徴を示していた場合は、類似度算出部３３０から出力される類似度３５０は予定環境１９０と異なる環境候補に対応するものが小さくなり、予定環境１９０と一致する環境候補に対応する類似度は相対的に大きくなる。推定環境出力部３６０で類似度の補正が行われて予定環境１９０に対応する類似度が小さくなっても最小とはならないため、補聴器に入力された音情報から推定される環境候補と著しく異なる予定環境１９０は、推定周囲環境２１０としては選択されない。
推定環境出力部３６０で予定環境１９０と一致する環境候補に対応した類似度に付けられる重みの値は、このような場合には予定環境１９０に対応する類似度が最小にならないように規定される。これにより、使用者が予め時刻で設定した周囲環境とは大きく異なる環境にあった場合には、周囲環境の情報が優先されて、通常とは異なる予定外の行動に対応が出来る。
例えば、類似度算出部３３０から出力された類似度３５０のうち「静か」が最小となった時に、予定環境１９０として「雑音会話」が入力されても、推定環境出力部３６０は「静か」を選択する。これは、「静か」の音信号平均音圧レベルと雑音信号平均音圧レベルが低いのに対して、「雑音会話」の音信号平均音圧レベルと雑音信号平均音圧レベルが強いため、両者の類似度の差が大きく、著しく異なる環境となるからである。同様に「会話」と「オフィス作業」は著しく異なる環境として類似度３５０が優先される。逆に「静か」と「会話」または「オフィス作業」、「雑音会話」と「会話」または「オフィス作業」は類似度の差が小さく、似た環境として予定環境１９０により入れ替わりやすくする。これらを両方満たす重みの値を定めれば良い。以上は、予定環境１９０として通常環境が選択された場合の説明である。
次に、予定環境１９０として「食事」「通勤」の特殊環境が選択された場合の推定環境出力部３６０の動作について説明する。特殊環境は、４つの通常環境のいずれかに「食事」「電車」といったパラメータを追加したものである。従って、推定環境出力部３６０は予定環境１９０が通常環境であった時と同じくして類似度３５０の補正を行って、４つの通常環境の何れかを選択する。さらに特殊環境のパラメータの有無を加えて推定周囲環境２１０として出力する。
即ち、推定周囲環境２１０は、４つの通常環境の何れかという情報と、特殊環境に対応するパラメータの有無を聴力補償方式決定部２２０へ出力するものである。例えば、予定環境候補が表１のものであれば、予定環境１９０が通常環境の時は、４つの通常環境の何れかと食器ＯＦＦ電車ＯＦＦという情報になる。また、予定環境１９０が「食事」の時は４つの通常環境の何れかと食器ＯＮ電車ＯＦＦという情報になる。
なお、予定環境１９０として特殊環境が選択された場合には、通常環境が設定されていなくてもよい。このように通常環境が設定されていない場合には、予定環境１９０と環境候補が一致しないことになる。
あるいは推定環境出力部３６０は、特徴量算出部３１０が出力する特徴量３２０を受け取り、推定周囲環境２１０の選択を変更するようにしてもよい。例えば、音信号平均音圧レベルが大きすぎる場合に声検出度を強とする「会話」や「雑音会話」が選択されると、必要以上に声が増幅されることが考えられる。このような場合には聴力補償部１３０で自動的に調整することも可能であるが、環境推定部２００にて補正しても良い。具体的には、音信号平均音圧レベルを所定の閾値と比較して、閾値よりも大きければ「静か」あるいは「オフィス作業」を選択するようにする。つまり、推定環境出力部３６０は、入力信号の音信号平均音圧レベルが所定閾値以上である場合、聴力補償部１３０におけるゲインが所定以下となる環境候補を推定周囲環境として推定する。
同様に、音信号平均音圧レベルが小さすぎる場合や雑音信号平均音圧レベルが大きすぎるまたは小さすぎる場合にも、それぞれ閾値を設定し、閾値を越えた時には類似度３５０にかかわらず推定周囲環境２１０を選択する。
あるいは推定環境出力部３６０は、特徴量算出部３１０が出力する特徴量３２０を受け取り、その値によっては予定環境１９０に基づく類似度３５０の調整をキャンセルするようにしても良い。例えば、周囲環境が会話はしていないが雑音に囲まれている「オフィス作業」であるときに、「雑音会話」を予定環境１９０として設定しているとする。この時、使用者の前方に少し大きい動作音を発生させるパーソナルコンピュータがあると、その音質によっては、予定環境１９０による調整により「雑音会話」を選択するように類似度３５０が変わる場合もありえる。そうするとパーソナルコンピュータが発生する音が増幅され使用者が不快に感じる。このように、推定環境出力部３６０は、周囲環境の推定に際し、予定環境候補を勘案するか否かを切り替えてもよい。
このような場合には聴力補償部１３０で自動的に調整することも可能であるが、環境推定部２００にて補正しても良い。具体的には、音信号平均音圧レベルが一定で所定の時間よりも長く続いている場合には、予定環境１９０による類似度３５０の調整をキャンセルする。このようにすれば、パーソナルコンピュータの動作音など一定の音を発生するものが使用者の前方に位置しているときに「雑音会話」が選択される可能性が低くなり、使用者がオフィスでパーソナルコンピュータを使用しているときに「オフィス作業」が選択されやすくなる。
次に聴力補償方式決定部２２０は、推定周囲環境２１０に対応する聴力補償方式２３０を決定する。聴力補償方式２３０は、補聴器が持つ聴力補償機能ごとの強／弱またはＯＮ／ＯＦＦを聴力補償部１３０へ出力する。予定環境候補が表１に示すものであれば、補聴器が持つ聴力補償機能には、雑音抑圧機能の強／弱、声検出度機能の強／弱、食器雑音抑制機能のＯＮ／ＯＦＦ及び電車雑音抑制機能のＯＮ／ＯＦＦがある。聴力補償方式決定部２２０は、あらかじめ表１に記載されたように聴力補償機能が設定されている。例えば、「静か」では、雑音抑圧機能は弱、声検出度機能は弱と設定される。加えて、推定周囲環境２１０から食器雑音抑制機能と電車雑音抑制機能のＯＮ／ＯＦＦを設定する。
前述したように、聴力補償部１３０は、入力部１１０により取得された入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂのうち入力信号１２０ａを、あらかじめ設定された補聴器装用者の聴力特性に適合するよう出力信号１４０に変換するが、その際に聴力補償方式決定部２２０により決定された聴力補償方式２３０を参照する。図４は、本発明の第１の実施形態における聴力補償部１３０の詳細なブロック図を示す。図４に示すように、聴力補償部１３０は周波数分割部４１０とパワー計算部４３０とゲイン調整部４５０とゲインテーブル４６０とゲイン乗算部４９０と周波数合成部５１０で構成される。以下、図４を用いて、聴力補償部１３０の詳細を説明する。
周波数分割部４１０は、入力部１１０により取得された入力信号１２０ａ及び入力信号１２０ｂを、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して周波数帯域ごとの周波数信号４２０ａ及び周波数信号４２０ｂをパワー計算部４３０とゲイン乗算部４９０に出力する。なお、周波数分割部４１０の分割方法としては、フーリエ変換のように時間―周波数変換による方法、あるいは、フィルタバンクにより周波数帯域を分割するサブバンド分割と呼ばれる方法が用いられる。
パワー計算部４３０は、周波数信号４２０ａ及び周波数信号４２０ｂの周波数帯域ごとのパワーを計算して、入力信号１２０ａに対応するパワー４４０ａ及び入力信号１２０ｂに対応するパワー４４０ｂとしてゲイン調整部４５０に出力する。
ゲイン調整部４５０は、補聴器装用者の聴力特性に適合するようあらかじめ設定された周波数帯域ごとの設定ゲイン４７０をゲインテーブル４６０から取得した後、聴力補償方式決定部２２０により決定された聴力補償方式２３０に対応して、周波数帯域ごとの設定ゲイン４７０を調整して調整ゲイン４８０としてゲイン乗算部４９０に出力する。
ゲインテーブル４６０には、補聴器装用者の聴力特性、すなわち、周波数帯域ごとのダイナミックレンジ（聞こえの範囲）に適合するよう設定ゲイン４７０が格納されている。なお、設定ゲイン４７０は、予定環境テーブル２７０と同様に、外部のフィッティング装置などからゲイン設定部（図示せず）を経由してあらかじめ設定される。
ゲイン調整部４５０は、例えば、雑音抑圧が弱、声検出度が弱、食器がＯＮの場合は、パワー計算部４３０で計算されたパワー４４０ａ及びパワー４４０ｂから音区間と雑音区間を検出し、雑音区間で推定した雑音のスペクトルを音信号のスペクトルから減算する（スペクトルサブトラクション法として知られる）方法を用いて雑音を削減する際に削減率を小さくするとともに、音区間の増幅率を小さくし、食器がこすれるときに発生する音を削減するように設定ゲイン４７０を調整して調整ゲイン４８０を出力する。
ここで、ゲイン調整部４５０には、食器がこすれる時に発生する音を削減するためのゲイン、電車の走行音を削減するためのゲインが予め登録されており、そのゲインが補聴器装用者に適合したゲインに重畳される。
ゲイン乗算部４９０は、周波数分割部４１０から出力された周波数信号４２０ａに調整ゲイン４８０を乗算して、調整信号５００として出力する。
周波数合成部５１０は、周波数帯域ごとの調整信号５００をもとに、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換して、出力信号１４０としてレシーバーへ出力する。なお、周波数合成部５１０は、周波数分割部４１０の分割方法に応じた方法で、信号を合成する。すなわち、分割方法がフーリエ変換の場合は逆フーリエ変換、また、分割方法がサブバンド分割の場合はサブバンド合成が使用される。
以上のように、第１の実施形態においては、現在時刻をもとにあらかじめ設定された予定環境を参照する予定環境参照部を備えて周囲環境の推定に用いるようにしたので、周囲環境の誤推定による補聴処理の不要な切り替わりを低減することができ、周囲環境の推定精度を向上し、補聴器装用者に不快感を与えない補聴処理の切り替えを行うことができる。
すなわち、類似度を用いて環境を推定する際に予定環境の情報が加わることにより、正しい周囲環境を選択する確からしさが向上するため、周囲環境の推定精度が向上するのである。
なお、実施形態１では、環境推定部２００や聴力補償方式決定部２２０や聴力補償部１３０に関して、一例を示して説明したが、これに限定されるものではない。同業者に周知の環境推定部や聴力補償部を用いた方法に、本発明で開示する現在時刻から参照される予定環境を組み合わせて、周囲環境の誤推定を低減するようにしても良い。
また、時刻取得部１６０は時計機能を内蔵する構成を説明したが、補聴器外部の時計機能を持つ装置から何らかの通信部によって現在時刻を取得する構成とすることもできる。時計機能を持つ装置の例としては、携帯電話やパソコン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などが挙げられる。なお、前記通信部は、予定環境参照部１８０にある予定環境設定部２８０と共用であっても良い。
あるいは、標準電波を受信するモジュールを有し、標準電波から現在時刻を取得する構成としても良い。
また、予定環境設定部２８０は、携帯電話、ＰＤＡやパーソナルコンピュータと通信し、これらのスケジューラと同期してスケジュールの更新を行うようにしても良い。この時予定環境設定部２８０は、送られてくるスケジュールを予定環境テーブル２７０で用いる予定環境に割り当てて、予定環境テーブル２７０に格納する。このようにすれば、補聴器装用者がスケジュールを管理するだけで容易に予定環境を更新することが出来る。
また、環境推定部２００は、決定した推定周囲環境２１０と予定環境１９０が一致した場合、推定周囲環境２１０を推定する時間間隔を広げても良い。逆に、推定周囲環境２１０と予定環境１９０が不一致の場合は、推定する時間間隔を狭めることもできる。
また、聴力補償方式決定部２２０で決定される聴力補償方式２３０の指定方法は、エアコンの音など、特定周波数の音が定常的に発生する環境を表現できるように、周波数帯域ごとのゲインの増減率や重み係数で表現することもできる。この時は、表１の予定環境候補の特殊環境として追加すれば良い。
また、特徴量算出部３１０は、音信号平均音圧レベル、雑音信号平均音圧レベル、音信号持続時間、雑音信号持続時間を特徴量３２０として算出するとしたが、より詳細に周囲環境を推定するために、音ピッチ、音分布などの特徴量を算出するようにしても良い。
また、表１では示していないが、特殊環境として、「自転車」を追加してもよい。例えば、通勤通学等、所定の時間帯に自転車に乗車することが日課である場合に有効である。自転車乗車中には、風きり音が大きくなる。そこで、風きり音を抑制するために、風雑音抑制機能を設け、風雑音抑制機能をＯＮとすることで、風きり音が気にならないレベルに低減させることが可能となる。
なお、風雑音を抑制する際には、所定の低周波音を抑制するようにする。また、他の特殊環境である食器雑音を抑制する際には、所定の高周波音を抑制するようにし、電車雑音を抑制する際には、所定の低周波音を抑制するようにする。
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図を示す。図５に示すように本実施形態の環境適応型補聴器は、入力部１１０と聴力補償部１３０と出力部１５０と予定環境特定部１００と環境推定部２００と聴力補償方式決定部２２０で構成される。
第１の実施形態と異なる点は、予定環境特定部１００が現在地取得部５２０と地域環境参照部５４０で構成され、地域環境５５０を環境推定部２００に出力し、環境推定部２００内の推定環境出力部３６０が地域環境５５０を用いて類似度３５０を調整する点である。地域環境５５０の内容は、第１の実施形態に示した予定環境１９０と同じであるので、推定環境出力部３６０と聴力補償方式決定部２２０の動作は同じとなる。
従って、本実施形態では、構成の異なる現在地取得部５２０と地域環境参照部５４０について詳細に説明し、他の要素については実施形態１と同じであるので説明を省略または簡略化する。
現在地取得部５２０は、補聴器に内蔵した現在地取得機能により現在地５３０を取得する。現在地取得部５２０は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）が利用可能である。ＧＰＳでは、地球を周回する複数個の人工衛星から送出される電波を捕捉する。ＧＰＳでは、受信地点における電波の伝搬遅延を検出することによって、受信地点の位置情報を測定できる。なお、ＧＰＳは、電波の伝搬遅延時間を検出するために時刻を取得する手段が必要になる。一般に、捕捉した人工衛星の数が３〜４個あれば、受信地点の位置情報は正確である。現在地５３０は、上記受信地点の位置情報であり、以下では、地図上の一点を緯度と経度を用いた二次元座標で表すものとして説明する。しかしながら、位置情報のデータ書式は、地図上の一点を表すために緯度と経度を用いることもできるし、専用の三次元座標系を用いることもできるので、緯度と経度に限定されるものではない。また、現在地から一対一に変換可能な数値や文字列のデータ書式としても良い。
現在地を取得するタイミングは、例えば、１０分おきにする。現在地取得部５２０が１０分で１周するサイクルカウンタを有し、このサイクルカウンタがリセットされる度に現在地を取得するようにする。
地域環境参照部５４０は、現在地取得部５２０により取得された現在地５３０をもとに、あらかじめ設定された地域の地域環境候補を参照する。なお、地域環境参照部５４０は、あらかじめ設定された当該補聴器の周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部としての機能を有する。ここで、地域とは、地図上の特定の領域を示す。地域は、例えば２点の座標で表される矩形領域である。地域は、広さを限定するものではなく、一つの建物を示す広さの領域であっても良いし、一つの自治体を示す広さの領域であっても良い。また、地域環境候補とは、補聴器装用者にとって、その地域が最もおかれているであろうと推定される環境のことである。例えば、美術館は静かな環境であり、線路上（電車に乗っているとき）は雑音のある環境である。
図６は、本発明の第２の実施形態における地域環境参照部５４０の詳細なブロック図を示す。図６に示すように地域環境参照部５４０は、地域環境テーブル６１０と地域環境設定部６２０と地域環境検索部６３０で構成される。以下、図６を用いて、地域環境参照部５４０の詳細を説明する。
地域環境テーブル６１０は、地域と地域環境候補を対とした複数組の情報を記憶する。地域環境テーブル６１０の地域と地域環境候補は、地域環境設定部６２０を経由してあらかじめ図６の地域環境テーブルに示すように設定される。地域環境設定部６２０は、無線通信モジュールを備えて外部の装置と通信する。例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格である。
地域環境設定部６２０は、外部の装置から送信されてくる地域と地域環境の組を、順次地域環境テーブル６１０へ格納する。あるいは、地域環境設定部６２０をフィッティング装置との接続端子と繋がるようにし、フィッティング装置から地域と地域環境候補の組を受け取って地域環境テーブル６１０へ格納するようにしても良い。
地域は、２点の座標を対角線とする矩形領域で表される。例えば、図６の地域環境テーブル６１０において、一番上の地域「（Ｅ．１３９．４１．３０，Ｎ．３５．４１．２２）−（Ｅ．１３９．４１．３２，Ｎ．３５．４１．２５）」は、Ｘ１＝Ｅ．１３９．４１．３０、Ｙ１＝Ｎ．３５．４１．２２、Ｘ２＝Ｅ．１３９．４１．３２、Ｙ２＝Ｎ．３５．４１．２５とすると、４点（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ１、Ｙ２）、（Ｘ２、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）を頂点とする矩形の内側の領域を表す。ここで、Ｅ．１３９．４１．３０は東経１３９度４１分３０秒を示し、Ｎ．３５．４１．２２は北緯３５度４１分２２秒を示す。
なお、地域の指定方法は、２点の座標を対角線とする矩形領域には限定されない。円の中心座標と中心からの距離で表しても良いし、線分を表す２点の座標と線分からの距離（幅）で表しても良い。線分は、線路や道路を容易に地域として表すことができる。また、地域の指定方法は、地域の形状に応じて、矩形と円形と線分の混在であっても良い。混在する場合、外部のフィッティング装置が、設定された地域に応じて最適な指定方法を選択する。
ここで地域環境候補について説明する。表３は地域環境候補の一例を示したものであり、各モードに設定されるパラメータを記載している。ここで各モード、即ち「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」「食事」「通勤」が地域環境候補である。この中で、「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」は通常環境、「食事」「通勤」を特殊環境とする。また、パラメータ「雑音抑制」「声検出度」「食器雑音抑制」「電車雑音抑制」は聴力補償方式決定部２２０で用いられる聴力補償方式である。ここでは説明を簡単にするために、複数の地域情報を４つのモードに対応付けた例を示している。例えば、「静か」であれば寝室、ホテル、美術館である。この対応付けは使用者または提供者がソフトウエアなどにより自由に設定出来る。実際に地域環境テーブル６１０に記憶されるのは座標情報とパラメータであるが、使用者がソフトウエアを使う際に地域情報を選択することで自動的に各モードのいずれかが選択され、地域環境テーブル６１０へ記憶される。
Figure 0005252738
地域ごとの地域環境候補は、標準となる候補を決めておき、標準以外の候補が予定される地域のみ地域環境テーブル６１０に記憶する。例えば、自宅内は「静か」を標準とし、それ以外は「雑音会話」を標準とする。
この時、地域環境テーブル６１０に標準以外は何も記憶されていなければ、上述の標準の地域環境候補がそのまま地域環境５５０として出力される。地域環境テーブル６１０に地域と「通勤」が設定されていれば、その地域にさしかかったときに「通勤」が出力される。さらに地域環境テーブル６１０の地域は、地域環境検索部６３０の検索順に対応して、狭い領域から広い領域の順に格納しておくと良い。
このようにすれば、補聴設定の変更が必要な地域のみを記憶するように出来るため、記憶領域を削減して消費電力を削減することが出来る。
なお、表３では、通常環境として、場所によって大きく４パターンに分かれるように説明したが、地域設定をより細かく行うようにしてもよい。例えば、同じ「静か」のモードであっても、寝室、ホテル、美術館において雑音抑制、声検出度を多少異なるように設定してもよい。これにより、地域環境を細かく設定し、地域に応じて最適な聴力補償処理を行うことが可能となる。このことは、地域環境候補だけでなく、周囲環境候補についても同様である。
地域環境検索部６３０は、現在地取得部５２０から現在地５３０が更新されると、地域環境テーブル６１０を先頭から検索して、現在地５３０が属する地域の地域環境候補を参照し、地域環境５５０として環境推定部２００へ出力する。現在地５３０が属する地域の地域環境候補が記憶されていなければ、標準の地域環境候補が出力される。
環境推定部２００においては、地域環境５５０に基づいて類似度を調整して推定周囲環境２１０が決定される。
以上のように、第２の実施形態においては、現在地域をもとにあらかじめ設定された地域環境を参照する地域環境参照部をそなえて周囲環境の推定に用いるようにしたので、周囲環境の誤推定による補聴処理の不要な切り替わりを低減することができ、周囲環境の推定精度を向上し、補聴器装用者に不快感を与えない補聴処理の切り替えを行うことが出来る。
即ち、類似度を用いて環境を推定する際に地域環境の情報が加わることにより、正しい周囲環境を選択する確からしさが向上するため、周囲環境の推定精度が向上するのである。
なお、第２の実施形態では、外部のフィッティング装置から地域の緯度・経度と地域環境候補の組を受け取って地域環境テーブル６１０へ格納する構成例を示したが、これに限定されるものではない。現在地取得部５２０に地図データを持ち、現在地取得部５２０から取得される現在地５３０が、場所や建物を特定する名称であったり、畑や学校等の種別であったりしても良い。このような構成では、地域環境テーブル６１０を、場所や建物の名称や地域の種別と地域環境候補の組とすれば、外部のフィッティング装置での変換が不要になる。また、地域環境テーブル６１０を、名称や種別のカテゴリー毎に標準となる候補を決めるようにすれば、設定外の場所へ行ったとしても、カテゴリーの標準が選択されるので、適切な聴力補償方式が選択されることになる。
また、表３では示していないが、特殊環境として、「自転車」を追加してもよい。例えば、通勤通学等、所定の地域を自転車に乗車することが日課である場合に有効である。自転車乗車中には、風きり音が大きくなる。そこで、風きり音を抑制するために、風雑音抑制機能を設け、風雑音抑制機能をＯＮとすることで、風きり音が気にならないレベルに低減させることが可能となる。
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図を示す。図７に示すように本実施形態の環境適応型補聴器は、入力部１１０と聴力補償部１３０と出力部１５０と予定環境特定部１００と環境推定部２００と聴力補償方式決定部２２０で構成される。
第２の実施形態と異なる点は、予定環境特定部１００が現在地取得部５２０と速度環境参照部７１０を有して構成され、速度環境７２０を環境推定部２００に出力し、環境推定部２００内の推定環境出力部３６０が速度環境７２０（実際には速度環境７２０と予定環境１９０または地域環境５５０との組み合わせ）を用いて類似度３５０を調整する点である。速度環境７２０は、予定環境１９０または地域環境５５０と組み合わせて用いられるものであり、この組み合わせの内容は、第１の実施形態に示した予定環境１９０または第２の実施形態に示した地域環境５５０と同じであるので、推定環境出力部３６０と聴力補償方式決定部２２０の動作は同じとなる。
従って本実施形態では、構成の異なる速度環境参照部７１０について詳細に説明し、他の要素については第１の実施形態または第２の実施形態と同じであるので説明を省略または簡略化する。
速度環境参照部７１０は、現在地取得部５２０により取得された現在地５３０をもとに、あらかじめ設定された移動速度に対応する速度環境候補を参照する。なお、速度環境参照部７１０は、あらかじめ設定された当該補聴器の周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部としての機能を有する。ここで、移動速度とは、補聴器装用者が歩行や乗り物によって移動している速度を示す。移動速度は、例えば時速で表される。移動速度は、直前位置と現在地の比較により算出される。移動速度０は、静止していることを表す。また、速度環境候補とは、その速度の移動手段において最もおかれているであろうと推定される環境のことである。速度環境候補は、先の実施形態において説明した特殊環境に相当し、例えば静止中、徒歩、自転車、車、電車、新幹線、飛行機などの環境候補がある。
例えば、自転車を速度環境候補として設定すると、通勤通学等において自転車に乗車する場合に有効である。自転車乗車中には、風きり音が大きくなる。そこで、風きり音を抑制するために、風雑音抑制機能を設け、風雑音抑制機能をＯＮとすることで、風きり音が気にならないレベルに低減させることが可能となる。
なお、速度環境７２０のみでは、入力信号に含まれる雑音レベルや音声レベルを十分に認識することができず、適切な雑音抑圧、音声検出を判断できないことがある。そこで、速度環境７２０と先の実施形態において説明した、時間に基づく予定環境１９０に含まれる通常環境、または、地域に基づく地域環境５５０に含まれる通常環境と、本実施形態の速度環境７２０としての特殊環境を組み合わせて環境推定部２００に入力する。
図８は、本発明の第３の実施形態における速度環境参照部７１０の詳細なブロック図を示す。図８に示すように速度環境参照部７１０は、速度環境テーブル８１０と速度環境設定部８２０と速度環境検索部８３０と移動速度算出部８４０で構成される。以下、図８を用いて、速度環境参照部７１０の詳細を説明する。
速度環境テーブル８１０は、移動速度と速度環境候補を対とした複数組の情報を記憶する。速度環境テーブル８１０の移動速度と速度環境候補は、速度環境設定部８２０を経由してあらかじめ図８の速度環境テーブルに示すように設定される。速度環境設定部８２０は、無線通信モジュールを備えて外部の装置と通信する。例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格である。
速度環境設定部８２０は、外部の装置から送信されてくる移動速度と速度環境の組を、順次速度環境テーブル８１０へ格納する。あるいは、速度環境設定部８２０をフィッティング装置との接続端子と繋がるようにし、フィッティング装置から移動速度と速度環境候補の組を受け取って速度環境テーブル８１０へ格納するようにしても良い。移動速度は、例えば時速で表されるが、分速でも良い。
例えば、速度環境テーブル８１０にある移動速度と「車」が設定されていれば、移動速度がその速度になったときに特殊環境として「車」が出力される。また、速度環境テーブル８１０の移動速度は、速度環境検索部８３０の検索順に対応して、遅い速度から速い速度の順に格納しておくと良い。
移動速度算出部８４０は、現在地取得部５２０から現在地５３０が更新されると、現在地５３０と直前位置８５０の距離と更新時間間隔から移動速度８６０を算出して、速度環境検索部８３０へ出力する。移動速度８６０は、まず現在地５３０と直前位置８５０の２点間の距離を求め、次に、その距離を更新時間間隔で除算することにより算出される。移動速度算出部８４０は、移動速度８６０の算出後、現在地５３０を直前位置８５０として記憶する。
速度環境検索部８３０は、移動速度算出部８４０から移動速度８６０が更新されると、速度環境テーブル８１０を先頭から検索して、移動速度８６０に対応する移動速度の速度環境候補を参照する。そして、この速度環境候補を速度環境７２０として、予定環境１９０または地域環境５５０と組み合わせて環境推定部２００へ出力する。
環境推定部２００においては、速度環境７２０、および、予定環境１９０または地域環境５５０に基づいて類似度を調整して推定周囲環境２１０が決定される。
以上のように、第３の実施形態においては、現在の移動速度をもとにあらかじめ設定された速度環境を参照する速度環境参照部をそなえて周囲環境の推定に用いるようにしたので、周囲環境の誤推定による補聴処理の不要な切り替わりを低減することができ、周囲環境の推定精度を向上し、補聴器装用者に不快感を与えない補聴処理の切り替えを行うことが出来る。
即ち、類似度を用いて環境を推定する際に速度環境の情報が加わることにより、正しい周囲環境を選択する確からしさが向上するため、周囲環境の推定精度が向上するのである。
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態における環境適応型補聴器のブロック図を示す。図９に示すように本実施形態の環境適応型補聴器は、入力部１１０と聴力補償部１３０と出力部１５０と予定環境特定部１００と環境推定部２００と聴力補償方式決定部２２０で構成される。
第１の実施形態と異なる点は、予定環境特定部１００が時刻取得部１６０と予定環境参照部１８０と現在地取得部５２０と地域環境参照部５４０と速度環境参照部７１０と総合環境選択部９１０で構成され、総合環境９２０を環境推定部２００に出力し、環境推定部２００内の推定環境出力部３６０が総合環境９２０を用いて類似度３５０を調整する点である。総合環境９２０の内容は第１の実施形態に示した予定環境１９０と同じであるので、推定環境出力部３６０と聴力補償方式決定部２２０の動作は同じとなる。また、時刻取得部１６０と予定環境参照部１８０と現在地取得部５２０と地域環境参照部５４０と速度環境参照部７１０は、第１の実施形態１ないし第３の実施形態に示した要素と同じ動作である。
従って本実施形態では、構成の異なる総合環境選択部９１０について詳細に説明し、他の要素については第１の実施形態１ないし第３の実施形態と同じであるので説明を省略または簡略化する。
総合環境選択部９１０は、時刻取得部１６０により取得された現在時刻１７０をもとに予定環境参照部１８０により参照された予定環境１９０と、現在地取得部５２０により取得された現在地５３０をもとに地域環境参照部５４０により参照された地域環境５５０と、現在地取得部５２０により取得された現在地５３０をもとに速度環境参照部７１０により参照された速度環境７２０と予定環境１９０または地域環境５５０との組み合わせと、のいずれかを、総合環境９２０として選択する。
ここで総合環境候補について説明する。総合環境候補は、第１の実施形態と同じく「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」「食事」「通勤」である。この中で、「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」は通常環境、「食事」「通勤」「コンサート」「自転車」「睡眠」を特殊環境とする。また、聴力補償方式決定部２２０で用いられる聴力補償方式は、第１の実施形態と同じく、パラメータ「雑音抑制」「声検出度」「食器雑音抑制」「電車雑音抑制」である。
総合環境選択部９１０は、予定環境、地域環境、及び速度環境と予定環境または地域環境の組み合わせから総合環境９２０を選択する。典型的には、３個の環境から多数決で選択する。３個の環境が全て異なる場合は、あらかじめ設定された標準となる候補が選択される。
環境推定部２００においては、総合環境９２０に基づいて類似度を調整して推定周囲環境２１０が決定される。
以上のように、第４の実施形態においては、予定環境、地域環境、及び速度環境と予定環境または地域環境の組み合わせの中から最適な環境を選択する総合環境選択部をそなえて周囲環境の推定に用いるようにしたので、周囲環境の誤推定による補聴処理の不要な切り替わりを低減することができ、周囲環境の推定精度を向上し、補聴器装用者に不快感を与えない補聴処理の切り替えを行うことが出来る。
即ち、類似度を用いて環境を推定する際に予定環境、地域環境、及び速度環境と予定環境または地域環境の組み合わせの情報が加わることにより、正しい周囲環境を選択する確からしさが向上するため、周囲環境の推定精度が向上するのである。
なお、第４の実施形態では、総合環境選択部９１０は予定環境、地域環境、及び速度環境と予定環境または地域環境の組み合わせから総合環境９２０を選択する構成としたが、現在時刻１７０、現在地５３０、移動速度８６０と現在時刻１７０または現在地５３０の組み合わせから選択する構成としても良い。このように構成すれば、より多くの環境を識別可能となる効果を有する。例えば、総合環境候補として、「コンサート」「自転車」「睡眠」などの環境候補を追加し、第１の実施形態ないし第３の実施形態の環境候補を拡張したものとし、この中で、「静か」「会話」「雑音会話」「オフィス作業」は通常環境、「食事」「通勤」「コンサート」「自転車」「睡眠」を特殊環境としてもよい。また、聴力補償方式決定部２２０で用いられる聴力補償方式として、「ハウリング抑制」「風雑音抑制」などのパラメータを追加し、第１の実施形態のパラメータを拡張したものとしてもよい。
このように構成することで、スケジュールと場所から「コンサート」を識別し、ハウリングの誤検出を除去するために「ハウリング抑制」をオフにすることができる。また、場所と移動速度から、「自転車」を識別し、「風雑音抑制」をオンにすることができる。また、スケジュールと移動速度から、「睡眠」を識別することができる。また、スケジュールと場所と移動速度から、「通勤」を識別することができる。これにより、正しい周囲環境を選択する確からしさが向上する。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2007年6月28日出願の日本特許出願No.2007-169939に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明にかかる環境適応型補聴器は、周囲環境を推定して補聴特性を変更する構成を有し、持ち運び型の補聴装置等として有用である。
１００ 予定環境特定部
１１０ 入力部
１２０ 入力信号
１３０ 聴力補償部
１４０ 出力信号
１５０ 出力部
１６０ 時刻取得部
１７０ 現在時刻
１８０ 予定環境参照部
１９０ 予定環境
２００ 環境推定部
２１０ 推定周囲環境
２２０ 聴力補償方式決定部
２３０ 聴力補償方式
２７０ 予定環境テーブル
２８０ 予定環境設定部
２９０ 予定環境検索部
３１０ 特徴量算出部
３２０ 特徴量
３３０ 類似度算出部
３４０ 周囲環境テーブル
３５０ 類似度
３６０ 推定環境出力部
４１０ 周波数分割部
４２０ 周波数信号
４３０ パワー計算部
４４０ パワー
４５０ ゲイン調整部
４６０ ゲインテーブル
４７０ 設定ゲイン
４８０ 調整ゲイン
４９０ ゲイン乗算部
５００ 調整信号
５１０ 周波数合成部
５２０ 現在地取得部
５３０ 現在地
５４０ 地域環境参照部
５５０ 地域環境
６１０ 地域環境テーブル
６２０ 地域環境設定部
６３０ 地域環境検索部
７１０ 速度環境参照部
７２０ 速度環境
８１０ 速度環境テーブル
８２０ 速度環境設定部
８３０ 速度環境検索部
８４０ 移動速度算出部
８５０ 直前位置
８６０ 移動速度
９１０ 総合環境選択部
９２０ 総合環境

Claims (16)

  1. 周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、
    前記周囲音を入力する入力部と、
    あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、
    前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、
    前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、
    前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、
    この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、
    現在時刻を取得する時刻取得部を備え、
    前記予測環境参照部は、前記予測周囲環境テーブルに、所定の時間帯と前記所定の時間帯に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、
    前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記時刻取得部により取得された現在時刻に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定し、
    前記予測環境参照部は、
    当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、
    前記予測周囲環境テーブルに、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、
    前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記時刻取得部により取得された現在時刻に対応する予測周囲環境候補および前記移動速度算出部により算出された移動速度に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する
    環境適応型補聴器。
  2. 周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、
    前記周囲音を入力する入力部と、
    あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、
    前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、
    前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、
    前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、
    この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、
    当該補聴器の現在位置を取得する現在地取得部と、
    を備え、
    前記予測環境参照部は、前記予測周囲環境テーブルに、所定の地域と前記所定の地域に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、
    前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記現在地取得部により取得された現在地に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する
    環境適応型補聴器。
  3. 請求項２に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記予測環境参照部は、
    前記現在地取得部により取得された当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、
    前記予測周囲環境テーブルに、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補とを記憶し、
    前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前前記現在地取得部により取得された現在地に対応する予測周囲環境候補および前記移動速度算出部により算出された移動速度に対応する予測周囲環境候補とに基づいて、前記推定周囲環境を推定する
    環境適応型補聴器。
  4. 周囲音から出力音を生成する環境適応型補聴器であって、
    前記周囲音を入力する入力部と、
    あらかじめ設定された当該補聴器の前記周囲音以外の周囲環境に対応する予測周囲環境候補を記憶する予測周囲環境テーブルを有する予測環境参照部と、
    前記入力部により入力された周囲音に基づいて当該補聴器の周囲環境候補を推定し、前記周囲環境候補および前記予測周囲環境候補に基づいて、推定周囲環境を推定する環境推定部と、
    前記環境推定部により推定された推定周囲環境に基づいて、当該補聴器の補聴方式を決定する聴力補償方式決定部と、
    前記聴力補償方式決定部により決定された補聴方式に基づいて、前記入力部により入力された周囲音を加工する聴力補償部と、
    この聴力補償部により加工された周囲音を前記出力音として出力する出力部と、
    現在時刻を取得する時刻取得部と、
    当該補聴器の現在位置を取得する現在地取得部と、
    前記予測周囲環境テーブルに記憶された複数の予測周囲環境候補から少なくとも１つの予測周囲環境候補を選択する予測環境選択部と、
    を備え、
    前記予測環境参照部は、
    前記現在地取得部により取得された当該補聴器の現在位置の変化量に基づいて移動速度を算出する移動速度算出部を備え、
    前記予測周囲環境テーブルに、所定の時間帯と前記所定の時間帯に対応する予測周囲環境候補と、所定の地域と前記所定の地域に対応する予測周囲環境候補と、所定の速度と前記所定の速度に対応する予測周囲環境候補と、を記憶し、
    前記環境推定部は、前記周囲環境候補と、前記予測環境選択部により選択された予測周囲環境候補に基づいて、前記推定周囲環境を推定する
    環境適応型補聴器。
  5. 請求項１または４に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記時刻取得部は、補聴器外部の時計機能を持つ装置との通信により現在時刻を取得する
    環境適応型補聴器。
  6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記予測環境参照部は、
    前記予測周囲環境テーブルに補聴器外部の装置と通信して前記予測周囲環境候補を設定する予測環境設定部と、前記予測周囲環境テーブルから所定条件に対応する予定周囲環境候補を検索する予定環境検索部と
    を備える環境適応型補聴器。
  7. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記環境推定部は、
    前記入力部により入力された周囲音に基づく入力信号から特徴量を算出する特徴量算出部と、
    前記特徴量に基づいて、周囲環境テーブルに格納された前記周囲環境候補ごとの類似度を算出する類似度算出部と、
    前記周囲環境候補ごとの前記類似度の大きさを比較して、前記推定周囲環境を決定する推定環境出力部と
    を備える環境適応型補聴器。
  8. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記推定環境出力部は、決定した前記推定周囲環境と所定条件に対応する前記予測周囲環境候補が一致したか否かに基づいて、前記推定周囲環境を推定する時間間隔を変更する
    環境適応型補聴器。
  9. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記推定環境出力部は、前記周囲環境の推定に際し、前記予測周囲環境候補を勘案するか否かを切り替える
    環境適応型補聴器。
  10. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記推定環境出力部は、前記入力信号の音信号平均音圧レベルが所定閾値以上である場合、前記聴力補償部におけるゲインが所定以下となる周囲環境候補を前記推定周囲環境として推定する
    環境適応型補聴器。
  11. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記特徴量算出部は、前記入力信号の音信号平均音圧レベル、雑音信号平均音圧レベル、音信号持続時間、および雑音信号持続時間を前記特徴量として抽出する
    環境適応型補聴器。
  12. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記類似度算出部は、前記特徴量ごとに、前記特徴量の値と前記周囲環境テーブルに格納された周囲環境候補における所定値との差を二乗したものを積算して前記類似度とする
    環境適応型補聴器。
  13. 請求項７に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記推定環境出力部は、前記予測周囲環境候補と一致する前記周囲環境候補の類似度に重み付けする
    環境適応型補聴器。
  14. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記聴力補償方式決定部は、補聴器が持つ聴力補償機能ごとのオン／オフ情報を前記聴力補償方式として前記聴力補償部へ出力する
    環境適応型補聴器。
  15. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記聴力補償方式決定部は、周波数帯域ごとのゲインの増減率および重み係数を前記聴力補償方式として前記聴力補償部へ出力する
    環境適応型補聴器。
  16. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の環境適応型補聴器であって、
    前記聴力補償部は、
    前記入力信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換して周波数帯域ごとの周波数信号を出力する周波数分割部と、
    前記周波数信号のパワーを計算するパワー計算部と、
    補聴器装用者の聴力特性に適合するようあらかじめ設定された周波数帯域ごとの設定ゲインをゲインテーブルから取得した後、前記聴力補償方式に対応して、前記周波数帯域ごとの設定ゲインを調整するゲイン調整部と、
    前記周波数帯域ごとのパワーに前記調整ゲインを乗算して調整信号として出力するゲイン乗算部と、
    前記周波数帯域ごとの調整信号をもとに、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する周波数合成部と
    を備える環境適応型補聴器。
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