JPH06105399A - Hearing sense compensation device - Google Patents
Hearing sense compensation deviceInfo
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- JPH06105399A JPH06105399A JP4254355A JP25435592A JPH06105399A JP H06105399 A JPH06105399 A JP H06105399A JP 4254355 A JP4254355 A JP 4254355A JP 25435592 A JP25435592 A JP 25435592A JP H06105399 A JPH06105399 A JP H06105399A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は聴覚補償装置に係り、特
にディジタル補聴器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearing compensation device, and more particularly to a digital hearing aid.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の補聴器などの聴覚補償装置は、ア
ナログ増幅器により入力音声を拡声して再生するものが
大部分であった。近年、ディジタル技術の進歩にともな
って、複雑な処理をより短い時間で実行できるようにな
った。例えば、G。A。Studebaker and F。Bess、 Ed
s。、 (中西訳)「補聴器適合の基礎」、 (医学書
院、東京、 1986)に述べられているように、フィルタ
バンクを用いて複数帯域に分割した入力信号の振幅を、
帯域ごとに変化させる多帯域振幅圧縮を 用いる方式が
提案されている。2. Description of the Related Art Most conventional hearing aids such as hearing aids amplify an input voice by an analog amplifier and reproduce it. In recent years, with the progress of digital technology, complex processing can be executed in a shorter time. For example, G. A. Studebaker and F. Bess, Ed
s. , (Translated by Nakanishi), “Basics of Hearing Aid Fitting,” (Medical Shoin, Tokyo, 1986), the amplitude of the input signal divided into multiple bands using a filter bank,
A method using multi-band amplitude compression that changes for each band has been proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来技術である多帯域
振幅圧縮型補聴器は、各帯域内で一定の増幅特性にした
がって増幅を行うもので、帯域間の増幅率の差が大きい
場合に不自然さが増すという問題や、時間領域において
非線形増幅を行うことによって高調波歪みが発生すると
いう問題があった。また、聴覚補償の主たる目的となる
音声は、時間と共に変動し、音素の種別によって周波数
特性も大きく異なる。したがって、時不変の増幅特性を
用いて、こうした入力信号がすべて可聴域に含まれるよ
うな補償を行うことはできない。The conventional multi-band amplitude compression type hearing aid performs amplification according to a constant amplification characteristic within each band, and is unnatural when the difference in amplification rate between bands is large. However, there is a problem that harmonic distortion occurs due to nonlinear amplification in the time domain. In addition, speech, which is the main purpose of hearing compensation, changes with time, and the frequency characteristics greatly differ depending on the type of phoneme. Therefore, the time-invariant amplification characteristic cannot be used to compensate such that all such input signals are included in the audible range.
【0004】一方、聴覚補償装置を使用するうえで問題
となるものに雑音がある。補聴器を用いて補償を行う場
合は、通常、周囲環境雑音も同時に増幅してしまうた
め、語音了解度の低下や不快感の増加が起きる。そこ
で、雑音の影響を低減することを目的に、ノイズサブト
ラクション法を始めとする種々の方法が試みられてい
る。しかし、時間や場所その他様々な要因によって音場
条件が変化するため、効果的に雑音を低減することは困
難であった。On the other hand, noise is a problem when using the hearing compensator. When compensation is performed using a hearing aid, ambient noise is usually amplified at the same time, resulting in a decrease in speech intelligibility and an increase in discomfort. Therefore, various methods including the noise subtraction method have been attempted for the purpose of reducing the influence of noise. However, it is difficult to effectively reduce noise because the sound field condition changes depending on various factors such as time and place.
【0005】このような周波数特性の違いや時間変動、
雑音の影響に対応して補償特性を変化させるような、き
め細かい補償を行う手段として、周波数領域で処理を行
うことが考えられる。しかし、時間や周囲環境の変化に
ともなって様々に変動する入力信号に対し、最適な補償
を行う補償特性を適応的に決定し、実時間で、しかも携
帯装用可能で目立たない大きさという条件で実現するこ
とは、処理量からみて現状では不可能に近い。また、高
音急墜型の感音性聴覚障害などに見られるように、高周
波数域で急激に可聴域が狭まるような聴覚特性に対する
補償では、狭いダイナミックレンジに効果的に信号をお
さめる必要がある。しかし、単純な増幅のみでは可聴域
にすべての必要な情報をおさめることは不可能である
し、一意に圧縮を行った場合は周波数特性の微細構造が
損なわれ、了解度の低下をまねくという問題があった。[0005] Such a difference in frequency characteristics and time variation,
It is conceivable to perform processing in the frequency domain as a means for performing fine compensation such that the compensation characteristic is changed according to the influence of noise. However, for the input signal that fluctuates variously with time and the surrounding environment, the compensation characteristics that optimally compensate are adaptively determined, and under the condition that the size is inconspicuous in real time and portable. Achieving this is almost impossible under the present circumstances in terms of processing amount. In addition, compensation for auditory characteristics in which the audible range sharply narrows in the high frequency range, such as that seen in high-tone sudden-type sensorineural hearing impairment, requires that the signal be effectively contained within a narrow dynamic range. . However, it is not possible to store all the necessary information in the audible range by simple amplification alone, and if compression is performed uniquely, the fine structure of the frequency characteristics will be impaired, leading to a decline in intelligibility. was there.
【0006】この問題を解決しつつ、周波数特性の違い
や時間変動、雑音の影響等、時間や周囲環境の変化にと
もなって様々に変動する入力音に対して、最適な補償を
高速で行なう手段を提供することが本発明の目的であ
る。While solving this problem, a means for performing optimal compensation at high speed for an input sound that fluctuates variously with changes in time and surrounding environment, such as differences in frequency characteristics, time fluctuations, and effects of noise. It is an object of the invention to provide
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、音を入力する手段と、入力音を分析する手段と、特
定の個人または集団の聴覚特性や好みに適合するように
音を加工することによって聴覚を補償する手段と、補償
した音を再生する手段を有する聴覚補償方式および装置
において、入力音に対し最適な聴覚補償方法を選択し、
これを用いて聴覚を補償する補償方法選択部を備えた。In order to solve the above problems, a means for inputting a sound, a means for analyzing the input sound, and processing the sound so as to suit the hearing characteristics and tastes of a specific individual or group. In the hearing compensation method and apparatus having means for compensating hearing and playing back the compensated sound, the optimum hearing compensation method for the input sound is selected,
A compensation method selection unit that compensates for hearing using this is provided.
【0008】入力音を代表する標準パターンを予め登録
済みで、前記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を備え、入力音との類似度の最も大
きい標準パターンを選択することによって最適な補償方
法を選択する補償方法選択部を備えた。By registering a standard pattern representative of the input sound in advance and providing a reference table in which each of the standard patterns is associated with an auditory compensation method, the standard pattern having the highest similarity to the input sound is selected. A compensation method selection unit for selecting an optimum compensation method is provided.
【0009】任意の音場条件における音に対する標準パ
ターンを予め登録済みの単一の参照テーブルを持ち、前
記参照テーブルを用いて最適な補償方法を選択する補償
方法選択部を備えた。There is provided a single reference table in which standard patterns for sounds under arbitrary sound field conditions are registered in advance, and a compensation method selection unit for selecting an optimum compensation method using the reference table is provided.
【0010】複数の音場条件における音ごとに異なる標
準パターンを予め登録済みの複数の参照テーブルを持
ち、前記参照テーブルのうち、対象とする音場に最適な
参照テーブルを使用することによって最適な補償方法を
選択する補償方法選択部を備えた。It has a plurality of reference tables in which different standard patterns are registered in advance for each sound under a plurality of sound field conditions, and the optimum reference table is used for the target sound field among the reference tables. The compensation method selection part which selects a compensation method was provided.
【0011】前記複数の参照テーブルを用いて、一定時
間の入力音に対して各参照テーブルの平均類似度を計算
し、前記平均類似度が最大となる参照テーブルを選択し
て使用する補償方法選択部を備えた。Using the plurality of reference tables, the average similarity of each reference table is calculated with respect to the input sound for a certain time, and the reference table having the maximum average similarity is selected and used. Equipped with parts.
【0012】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については補償を行わない補償方法選択部を備えた。The reference table is provided with a compensation method selection unit that does not perform compensation for a pattern whose similarity to the standard pattern closest to the input sound does not exceed a certain threshold value.
【0013】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については抑圧を行う補償方法選択部を備えた。The reference table is provided with a compensation method selection unit for suppressing the similarity with the standard pattern closest to the input sound that does not exceed a certain threshold value.
【0014】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には補償を行わない補償方法選択部を備
えた。The reference table is provided with a compensation method selection unit that does not perform compensation when the input sound has the highest similarity to the standard pattern having the characteristics other than the sound to be compensated.
【0015】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には抑圧を行う補償方法選択部を備え
た。The reference table is provided with a compensation method selection unit that suppresses the input sound when the input sound has the highest similarity to the standard pattern having characteristics other than the sound to be compensated.
【0016】各入力音を代表する標準パターンに、左右
耳におけるそれぞれの聴覚に対する補償方法を対応づけ
た参照テーブルを持ち、前記参照テーブルを用いて各耳
の聴覚の補償を行う補償方法選択部を備え、左右それぞ
れの耳に対して別々に再生を行う再生部を備えた。There is a reference table in which a standard pattern representing each input sound is associated with a compensation method for each hearing in the left and right ears, and a compensation method selection unit for compensating the hearing of each ear using the reference table is provided. In addition, a playback unit that plays back separately for each ear is provided.
【0017】入力音の周波数スペクトル包絡が、対象と
する聴覚特性の最小可聴レベルと不快レベルの間に含ま
れるようにレベルを補償する聴覚補償部を備えた。The hearing compensator for compensating the level of the frequency spectrum of the input sound is provided so as to be included between the minimum audible level and the discomfort level of the target auditory characteristic.
【0018】[0018]
【作用】音を入力する手段と、入力音を分析する手段
と、特定の個人または集団の聴覚特性や好みに適合する
ように音を加工することによって聴覚を補償する手段
と、補償した音を再生する手段を有する聴覚補償方式お
よび装置において、入力音に対し最適な聴覚補償方法を
選択し、これを用いて聴覚を補償する補償方法選択部を
備えることにより、異なる音場条件や入力音の特徴に対
し、適応的に補償方法を選択することが可能になる。Operation: A means for inputting a sound, a means for analyzing the input sound, a means for compensating the hearing by processing the sound so as to match the hearing characteristics and preferences of a specific individual or group, and the compensated sound In an auditory compensation method and apparatus having a means for reproducing, by selecting an optimal auditory compensation method for an input sound and providing a compensation method selection unit for compensating the auditory sense using this, a different sound field condition or input sound It becomes possible to adaptively select a compensation method for a feature.
【0019】入力音を代表する標準パターンを予め登録
済みで、前記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を備え、入力音との類似度の最も大
きい標準パターンを選択することによって最適な補償方
法を選択する補償方法選択部を備えることにより、類似
度計算のみでスペクトル情報から最適な補償方法を選択
することが可能になる。By registering a standard pattern representative of the input sound in advance and providing a reference table in which each of the standard patterns is associated with a hearing compensation method, the standard pattern having the highest similarity to the input sound is selected. By providing the compensation method selection unit that selects the optimal compensation method, it is possible to select the optimal compensation method from the spectrum information only by calculating the similarity.
【0020】任意の音場条件における音に対する標準パ
ターンを予め登録済みの単一の参照テーブルを持ち、前
記参照テーブルを用いて最適な補償方法を選択する補償
方法選択部を備えることにより、任意の音場条件におけ
る音に対して類似度計算のみでスペクトル情報から最適
な補償方法を選択することが可能になる。By having a single reference table in which standard patterns for sounds under arbitrary sound field conditions are registered in advance, and by providing a compensation method selection unit for selecting an optimum compensation method using the reference table, It becomes possible to select the optimum compensation method from the spectrum information only for the similarity calculation for the sound under the sound field condition.
【0021】複数の音場条件における音ごとに異なる標
準パターンを予め登録済みの複数の参照テーブルを持
ち、前記参照テーブルのうち、対象とする音場に最適な
参照テーブルを使用することによって最適な補償方法を
選択する補償方法選択部を備えることにより、任意の音
場条件における音に対して、より小さい参照テーブルを
用いて、少ない類似度計算のみでスペクトル情報から最
適な補償方法を選択することが可能になる。It has a plurality of reference tables in which different standard patterns are registered in advance for each sound under a plurality of sound field conditions, and the optimum reference table is used for the target sound field among the reference tables. By providing a compensating method selecting unit for selecting a compensating method, it is possible to select an optimal compensating method from spectrum information for a sound under an arbitrary sound field condition by using a smaller lookup table and only with a small similarity calculation. Will be possible.
【0022】前記複数の参照テーブルを用いて、一定時
間の入力音に対して各参照テーブルの平均類似度を計算
し、前記平均類似度が最大となる参照テーブルを選択し
て使用する補償方法選択部を備えることにより、音場条
件にとって最適な参照テーブルを選択することが可能に
なる。Using the plurality of reference tables, the average similarity of each reference table is calculated for the input sound of a fixed time, and the reference table having the maximum average similarity is selected and used. By providing the unit, it becomes possible to select the optimum reference table for the sound field condition.
【0023】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については補償を行わない補償方法選択部を備えること
により、補償対象でない音の補償を行わないことが可能
になる。The reference table is provided with a compensation method selection unit that does not perform compensation for a pattern whose similarity to the standard pattern closest to the input sound does not exceed a certain threshold value. It will be possible.
【0024】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については抑圧を行う補償方法選択部を備えることによ
り、補償対象でない音を抑圧することが可能になる。The reference table is provided with a compensation method selection unit for suppressing the similarity to the standard pattern closest to the input sound that does not exceed a certain threshold value, thereby suppressing the non-compensation sound. become.
【0025】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には補償を行わない補償方法選択部を備
えることにより、補償対象でない音の補償を行わないこ
とが可能になる。The reference table is provided with a compensation method selection unit that does not perform compensation when the input sound has the highest similarity to the standard pattern having characteristics other than the compensation target sound, thereby compensating for the non-compensation target sound. It becomes possible not to do.
【0026】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には抑圧を行う補償方法選択部を備える
ことにより、補償対象でない音を抑圧することが可能に
なる。In the reference table, when the input sound has the highest similarity to the standard pattern having the characteristics other than the sound to be compensated, the compensation method selecting unit for suppressing the sound is provided to suppress the sound not to be compensated. It will be possible.
【0027】各入力音を代表する標準パターンに、左右
耳におけるそれぞれの聴覚に対する補償方法を対応づけ
た参照テーブルを持ち、前記参照テーブルを用いて各耳
の聴覚の補償を行う補償方法選択部を備え、左右それぞ
れの耳に対して別々に再生を行う再生部を備えることに
より、単一の入力手段によって入力された音に対しても
左右それぞれの耳ごとに別々に補償を行うことが可能に
なる。There is a reference table in which a standard pattern representing each input sound is associated with a compensation method for each hearing in the left and right ears, and a compensation method selection unit for compensating the hearing of each ear using the reference table is provided. By providing a playback unit that plays back separately for each of the left and right ears, it is possible to separately compensate for the sound input by a single input means for each of the left and right ears. Become.
【0028】入力音の周波数スペクトル包絡が、対象と
する聴覚特性の最小可聴レベルと不快レベルの間に含ま
れるようにレベルを補償する聴覚補償部を備えることに
より、周波数スペクトルの微細構造を損なわずに周波数
スペクトルの主要部分が対象とする聴覚特性の最小可聴
レベルと不快レベルの間に含まれるように入力音のレベ
ルを補償することが可能になる。By providing the hearing compensator for compensating the frequency spectrum envelope of the input sound so as to be included between the minimum audible level and the discomfort level of the target auditory characteristic, the fine structure of the frequency spectrum is not impaired. It is possible to compensate the input sound level so that the main part of the frequency spectrum is included between the minimum audible level and the discomfort level of the target auditory characteristic.
【0029】[0029]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】図1は本発明の1実施例を説明するブロッ
ク図である。図1において音101は入力部102でマ
イクロフォン等により入力されて入力信号103とな
る。入力信号103は、A/D変換部104によってデ
ィジタル信号105に変換されたのち、波形切り出し部
106において連続的に切り出され、短区間波形107
となる。短区間波形107は周波数分析部108におい
て、スペクトル情報109に変換される。補償方法選択
部110は、スペクトル情報109と、補償の対象とな
る個人または集団について予め測定された聴覚特性およ
び好みなどの個人情報や、音声や雑音の特徴情報をもと
に補償特性111を決定する。聴覚補償部112は、補
償特性111にしたがってスペクトル情報109に、周
波数ごとの加工を行うことによって、補償されたスペク
トル情報113を得る。波形再構築部114では、補償
されたスペクトル情報113から波形を再構築し、ディ
ジタル信号115を得る。ディジタル信号115は、D
/A変換部116によって出力信号117に変換され、
再生部118でスピーカーやヘッドフォン、イヤフォン
等により再生される。FIG. 1 is a block diagram for explaining one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a sound 101 is input by an input unit 102 by a microphone or the like and becomes an input signal 103. The input signal 103 is converted into a digital signal 105 by an A / D conversion unit 104, and then continuously cut out by a waveform cutout unit 106 to obtain a short section waveform 107.
Becomes The short section waveform 107 is converted into spectrum information 109 in the frequency analysis unit 108. The compensation method selection unit 110 determines the compensation characteristic 111 based on the spectrum information 109, personal information such as auditory characteristics and preferences measured in advance for an individual or a group to be compensated, and voice and noise characteristic information. To do. The hearing compensation unit 112 obtains the compensated spectrum information 113 by processing the spectrum information 109 for each frequency according to the compensation characteristic 111. The waveform reconstructing unit 114 reconstructs a waveform from the compensated spectrum information 113 to obtain a digital signal 115. The digital signal 115 is D
Is converted into an output signal 117 by the / A converter 116,
The reproduction section 118 reproduces the sound through a speaker, headphones, earphones, or the like.
【0031】以下、各部分について詳細に説明する。Each part will be described in detail below.
【0032】波形切り出し部106はディジタル信号1
05から分析するための波形区間(フレーム)を切り出
すものである。波形区間長は20〜60ms程度であ
り、通常1/3〜1/2を前後のフレームと重なり合う
ように切り出す。切り出された短区間波形107は、周
波数分析部108に送られ、スペクトル情報109に変
換される。このとき、切り出された波形にハミング窓
等、通常用いられる窓関数をかけた後、前後に零データ
を埋め込み、2のベキ乗点のデータとし、高速フーリエ
変換(FFT)を用いることで高速かつ周波数分解能の
高いデータが得られる。波形再構築部114は、補償後
のスペクトル情報113、すなわちフーリエスペクトル
に対し、高速フーリエ逆変換(IFFT)を行うことに
より短区間波形を復元し、波形切り出し部で切り出した
順に重ね合わせ、重なり部分のレベル補正を行うことに
よって波形を再構築する。The waveform slicing section 106 outputs the digital signal 1
From 05, a waveform section (frame) for analysis is cut out. The waveform section length is about 20 to 60 ms, and usually 1/3 to 1/2 is cut out so as to overlap the preceding and following frames. The cut short section waveform 107 is sent to the frequency analysis unit 108 and converted into spectrum information 109. At this time, after applying a normally used window function such as a Hamming window to the cut-out waveform, embedding zero data before and after it as the data of the power of 2 and using fast Fourier transform (FFT) Data with high frequency resolution can be obtained. The waveform reconstructing unit 114 restores short-term waveforms by performing a fast Fourier inverse transform (IFFT) on the compensated spectrum information 113, that is, the Fourier spectrum, and superimposes the short-term waveforms in the order cut out by the waveform slicing unit to overlap the overlapping portions. The waveform is reconstructed by performing the level correction of.
【0033】図2は補償方法選択部を説明するための図
である。パラメータ抽出部202は、周波数分析によっ
て得られたスペクトル情報201から特徴パラメータ2
03を抽出する。特徴パラメータとしては、フーリエス
ペクトルそのものやパワースペクトルを用いてもよい
が、本実施例では対数化したパワースペクトルを逆フー
リエ変換することによって得られるケプストラムの低次
成分を用いる。類似度計算部204は、特徴パラメータ
203と参照テーブル205の各標準パターンとのユー
クリッド距離に基づいて類似度を計算し、最も類似度の
高い標準パターンに対応する補償特性206を出力す
る。このとき、すべての周波数において増幅率が1以下
の補償特性を用意しておき、最も類似度の高い標準パタ
ーンとの類似度が予め設定済みの閾値よりも低い場合
は、前記補償特性を選択する処理部を設けることによっ
て望ましくない入力音の抑圧を行うことも可能である。FIG. 2 is a diagram for explaining the compensation method selection unit. The parameter extraction unit 202 uses the spectrum information 201 obtained by the frequency analysis to extract the characteristic parameter 2
03 is extracted. The Fourier spectrum itself or the power spectrum may be used as the characteristic parameter, but in the present embodiment, the low-order component of the cepstrum obtained by performing the inverse Fourier transform on the logarithmized power spectrum is used. The similarity calculation unit 204 calculates the similarity based on the Euclidean distance between the feature parameter 203 and each standard pattern in the reference table 205, and outputs the compensation characteristic 206 corresponding to the standard pattern with the highest similarity. At this time, a compensation characteristic having an amplification factor of 1 or less is prepared for all frequencies, and when the degree of similarity with the standard pattern having the highest degree of similarity is lower than a preset threshold value, the compensation characteristic is selected. It is also possible to suppress unwanted input sound by providing a processing unit.
【0034】図3は参照テーブルの構成を説明する図で
ある。各標準パターンと対応する補償特性、および両者
の対応関係から構成される。FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of the reference table. It is composed of compensation characteristics corresponding to each standard pattern and a correspondence relationship between the two.
【0035】図4は両耳補償用参照テーブルの構成を説
明する図である。各標準パターンには、左右耳それぞれ
の聴覚特性等に基づいて決定された補償特性が対応する
ように構成される。FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of the binaural compensation reference table. Compensation characteristics determined based on the auditory characteristics of the left and right ears correspond to each standard pattern.
【0036】図5は標準パターン学習方法を説明するた
めの図である。パラメータ抽出部502は、標準パター
ン学習の目的で予め用意されたサンプル音を、周波数分
析して得られたスペクトル情報501から、特徴パラメ
ータ503を抽出する。コードブック作成部504は、
特徴パラメータ503から、例えばLBGアルゴリズム
(Linde、Y.、 Buzo、A. and Gray、M. (1980). An
algorithm for vector quantizer design. IEEE Tran
s. Commun.、vol. COM-28、No.1、 84-95)等のク
ラスタリング手法を用いることによってコードブックを
作成し、標準パターンテーブル505とする。したがっ
て、前記コードブックの各セントロイドがそれぞれ標準
パターンとなる。ただし、用いるスペクトル情報は図1
の周波数分析部108を用いて分析されたものである。
また、パラメータ抽出部502は図2のパラメータ抽出
部202と同じものを用いる。FIG. 5 is a diagram for explaining the standard pattern learning method. The parameter extraction unit 502 extracts the characteristic parameter 503 from the spectrum information 501 obtained by frequency-analyzing a sample sound prepared in advance for the purpose of standard pattern learning. The codebook creation unit 504
From the characteristic parameter 503, for example, the LBG algorithm (Linde, Y., Buzo, A. and Gray, M. (1980). An.
algorithm for vector quantizer design. IEEE Tran
s. Commun. , Vol. COM-28, No. 1, 84-95) and the like to create a codebook and use it as a standard pattern table 505. Therefore, each centroid of the codebook becomes a standard pattern. However, the spectrum information used is shown in Figure 1.
It is analyzed by using the frequency analysis unit 108.
The parameter extraction unit 502 is the same as the parameter extraction unit 202 of FIG.
【0037】図6は補償特性計算例を説明するための図
である。スペクトル包絡計算部602は、標準パターン
テーブル601の各標準パターンごとにスペクトル包絡
情報603を計算する。ここで、各標準パターンはケプ
ストラムであるから、これをフーリエ変換することによ
ってスペクトル包絡情報603を得ることができる。こ
のとき、さらに高次成分を除去する範囲を変えることに
よって、得られる包絡の細かさを調整することもでき
る。補償特性計算部604は、個人情報テーブル605
に登録されている補償対象の最小可聴レベル(HTL:
Hearing Threshold Level)と不快レベル(UCL:Unc
omfortable Level)に対して、各周波数におけるスペク
トル包絡レベルが例えば図7に示すような補償関数にし
たがって補償されるように増幅率を求め、これを補償特
性とする。最小可聴レベルおよび不快レベルは、オージ
オグラム等を用いて補償対象者ごとに予め測定し、個人
情報テーブルに登録しておく。補償関数には、予め測定
した補償対象の実際の聴力変化に基づいた特性を使用す
ることも考えられる。図7において、UCLiおよびH
TLi、UCLnおよびHTLnは、それぞれ補償対象
の不快レベルおよび最小可聴レベル、基準となる不快レ
ベルおよび最小可聴レベルを表すものとする。このとき
の増幅率をH(i)とする。図8にH(i)を用いた補
償によるスペクトル加工の例を示す。補償前の周波数ス
ペクトル包絡801の各周波数成分を図7(c)の補償
関数を用いて補償することによって、補償後の周波数ス
ペクトル包絡802が、補償対象の最小可聴レベル(H
TLi)と不快レベル(UCLi)の間に含まれること
を概念的に表している。ここで、UCLnおよびHTL
nは、それぞれ基準となる不快レベルおよび最小可聴レ
ベルを表すものとする。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of calculation of compensation characteristics. The spectrum envelope calculation unit 602 calculates the spectrum envelope information 603 for each standard pattern in the standard pattern table 601. Here, since each standard pattern is a cepstrum, the spectrum envelope information 603 can be obtained by performing a Fourier transform on the standard pattern. At this time, the fineness of the obtained envelope can be adjusted by changing the range in which higher-order components are removed. The compensation characteristic calculation unit 604 uses the personal information table 605.
Minimum Hearing Level (HTL:
Hearing Threshold Level) and discomfort level (UCL: Unc
omfortable level), the amplification factor is calculated so that the spectrum envelope level at each frequency is compensated according to the compensation function shown in FIG. 7, for example, and this is used as the compensation characteristic. The minimum audible level and the discomfort level are measured in advance for each person to be compensated using an audiogram or the like, and registered in the personal information table. It is also conceivable to use a characteristic that is measured in advance and is based on the actual change in the hearing ability of the compensation target. In FIG. 7, UCLi and H
TLi, UCLn, and HTLn represent the discomfort level and the minimum audible level to be compensated, and the reference discomfort level and the minimum audible level, respectively. The amplification factor at this time is H (i). FIG. 8 shows an example of spectrum processing by compensation using H (i). By compensating each frequency component of the frequency spectrum envelope 801 before compensation by using the compensation function of FIG. 7C, the frequency spectrum envelope 802 after compensation becomes the minimum audible level (H
It is conceptually represented to be included between TLi) and discomfort level (UCLi). Where UCLn and HTL
It is assumed that n represents a discomfort level and a minimum audible level, which serve as a reference.
【0038】同時に、音声特徴情報テーブル606に予
め登録してある音声や雑音の特徴に基づいて各周波数の
補償特性を変化させる。すなわち、入力信号の一つまた
は複数の特定の帯域の特徴が特定の音素の特徴に合致す
るときは、その帯域を相対的に強調するように補償特性
を調整する。例えば、 (1)各標準パターンから得られたスペクトル包絡を複
数バンドに分け、それぞれの平均エネルギーを計算し、
相対的にエネルギーの高い帯域のレベルを強調するよう
に増幅率を決定する。例えば、周波数f1、f2で3つ
のバンドに分割したとき、f2以上の帯域の平均エネル
ギーが最も高かった場合、この帯域の増幅率のみが1よ
り大きくなるように周波数iにおける増幅率P(i)を
決定する。At the same time, the compensation characteristic of each frequency is changed based on the features of voice and noise registered in advance in the voice feature information table 606. That is, when the characteristics of one or a plurality of specific bands of the input signal match the characteristics of a specific phoneme, the compensation characteristic is adjusted so as to relatively emphasize that band. For example, (1) the spectral envelope obtained from each standard pattern is divided into a plurality of bands, the average energy of each is calculated,
The amplification factor is determined so as to emphasize the level of the relatively high energy band. For example, if the average energy of the band of f2 or more is the highest when the band is divided into three bands at the frequencies f1 and f2, the amplification factor P (i) at the frequency i is set so that only the amplification factor of this band becomes larger than 1. To decide.
【0039】[0039]
【数1】 [Equation 1]
【0040】ここで、G1、G2、G3は各帯域におけ
る増幅率を表す。Here, G1, G2, and G3 represent the amplification factors in each band.
【0041】(2)標準パターンテーブルを用いて、発
声内容の分かっている音素サンプルとの類似度を計算
し、最も類似度の大きい標準パターンがその音素を表す
のものとする。つぎに、その音素を知覚、判断するため
の手掛かりとなる特徴的といわれる周波数部分のレベル
を強調するように増幅率を決定する。例えば、歯茎摩擦
音では、約4kHz以上の帯域のエネルギーが相対的に
大きい。また鼻音は、300Hz付近の部分にエネルギ
ーの高い帯域が存在する。このような知見に基づいて、
標準パターンごとに強調する帯域を決定する。ある音素
を表す標準パターンの強調周波数帯域をf1からf2ま
でとすると、周波数iにおける増幅率P(i)は次式で
表される。(2) Using the standard pattern table, the degree of similarity with a phoneme sample whose utterance content is known is calculated, and the standard pattern with the highest degree of similarity represents that phoneme. Next, the amplification factor is determined so as to emphasize the level of the frequency portion which is said to be characteristic and serves as a clue for perceiving and judging the phoneme. For example, in the gum fricative, the energy in the band above about 4 kHz is relatively large. Further, the nasal sound has a high energy band near 300 Hz. Based on these findings,
The band to be emphasized is determined for each standard pattern. Assuming that the emphasized frequency band of the standard pattern representing a certain phoneme is f1 to f2, the amplification factor P (i) at the frequency i is expressed by the following equation.
【0042】[0042]
【数2】 [Equation 2]
【0043】ここで、G1、G2は各帯域における増幅
率を表す。なお、予め発声内容の分かっている音素サン
プルを用いて音素ごとに標準パターンの学習を行うこと
によっても標準パターンの表す音素を決定することがで
きる。Here, G1 and G2 represent the amplification factors in each band. The phoneme represented by the standard pattern can also be determined by learning the standard pattern for each phoneme using a phoneme sample whose utterance content is known in advance.
【0044】(3)公知のフォルマント抽出法を用いて
フォルマント周波数を推定し、フォルマント周波数部分
のレベルを強調するように増幅率を決定する。第kフォ
ルマント周波数をfkとするとき、周波数iにおける増
幅率P(i)は、(3) The formant frequency is estimated by using a known formant extraction method, and the amplification factor is determined so as to emphasize the level of the formant frequency part. When the kth formant frequency is fk, the amplification factor P (i) at the frequency i is
【0045】[0045]
【数3】 [Equation 3]
【0046】で表される。ただし、fkはある帯域幅を
持つものとし、Gkはfkにおける増幅率、Gaはfk
以外の帯域における増幅率を表す。It is represented by However, fk has a certain bandwidth, Gk is the amplification factor in fk, and Ga is fk.
Represents the amplification rate in bands other than.
【0047】また入力信号の特定の帯域が雑音を示す特
徴を持つ場合は、増幅を行わないか、または減幅を行う
ように補償特性を調整する。例えば、 (1)標準パターンテーブル作成時の音場条件におい
て、環境雑音のみのサンプル音から作成した標準パター
ンを、標準パターンテーブルに追加しておき、前記標準
パターンに対する補償特性は、すべての周波数にわたっ
て増幅率が1以下となるように決定する。例えば、雑音
の標準パターンの増幅率をGnとすると、周波数iにお
ける前記標準パターンの増幅率Q(i)は次式で表され
る。When the specific band of the input signal has a characteristic indicating noise, the compensation characteristic is adjusted so that amplification is not performed or width is reduced. For example, (1) under the sound field condition at the time of creating the standard pattern table, a standard pattern created from a sample sound of only environmental noise is added to the standard pattern table, and the compensation characteristic for the standard pattern is over all frequencies. It is determined so that the amplification factor is 1 or less. For example, when the amplification factor of the standard pattern of noise is Gn, the amplification factor Q (i) of the standard pattern at the frequency i is represented by the following equation.
【0048】[0048]
【数4】 [Equation 4]
【0049】雑音以外の標準パターンにおける増幅率は
全帯域にわたって1とする。The amplification factor in the standard pattern other than noise is 1 over the entire band.
【0050】(2)標準パターンテーブル作成時の音場
条件において、環境雑音が一つまたは複数の特定の帯域
に相対的に強いエネルギーを持っているとき、その帯域
を強調しないように増幅率を決定する。雑音の多く含ま
れる周波数帯域をf1からf2までとすると、周波数i
における増幅率Q(i)は次式で表される。(2) Under the sound field conditions at the time of creating the standard pattern table, when the environmental noise has relatively strong energy in one or more specific bands, the amplification factor is set so as not to emphasize that band. decide. If the frequency band including much noise is f1 to f2, the frequency i
The amplification factor Q (i) in is expressed by the following equation.
【0051】[0051]
【数5】 [Equation 5]
【0052】全体の補償特性C(i)は、以上の増幅率
のすべてまたは一部を用いてつぎの式で表される。ただ
し、補償後のスペクトルが補償対象者の不快レベルUC
Liを越えないように各増幅率を調整することは言うま
でもない。The overall compensation characteristic C (i) is expressed by the following equation using all or part of the above amplification factor. However, the spectrum after compensation is the discomfort level UC of the compensation target person.
It goes without saying that each amplification factor is adjusted so as not to exceed Li.
【0053】[0053]
【数6】 [Equation 6]
【0054】さらに、周波数選択性の低下した聴覚特性
を有する補償対象者等に対しては、前記補償特性によっ
て補償されたスペクトルに対し側抑制を行うことによっ
てスペクトルピークが強調されるように補償特性を調整
する。側抑制は次式で表される。Further, for a person to be compensated having an auditory characteristic with a reduced frequency selectivity, the spectrum compensated by the compensation characteristic is side-suppressed so that the spectrum peak is emphasized. Adjust. Lateral suppression is expressed by the following equation.
【0055】[0055]
【数7】 [Equation 7]
【0056】ここで、y(i)はi番目の周波数成分、
W(k)は図9に示すような側抑制関数w(x)の離散
表現、Y(i)は側抑制によって得られたi番目の周波
数成分である。Where y (i) is the i-th frequency component,
W (k) is a discrete representation of the side suppression function w (x) as shown in FIG. 9, and Y (i) is the i-th frequency component obtained by the side suppression.
【0057】なお、本構成においては、使用時に補償特
性を計算する必要がないため、予め目視等により上記強
調すべき周波数や抑圧すべき周波数を確認した上で補償
特性を決定することも可能である。In this configuration, since it is not necessary to calculate the compensation characteristic at the time of use, it is possible to determine the compensation characteristic after confirming the frequency to be emphasized or the frequency to be suppressed by visual inspection in advance. is there.
【0058】図10は、種々の音場条件ごとに異なった
参照テーブルを用意して、使用条件において最適な参照
テーブルを選択して用いるための最適参照テーブル選択
方法を説明するための図である。パラメータ抽出部10
02は、図1の周波数分析部108を用いた周波数分析
によって得られたスペクトル情報1001から特徴パラ
メータ1003を抽出する。ただし、パラメータ抽出部
1003は図2のパラメータ抽出部202と同じものを
用いる。類似度計算部1004は、特徴パラメータ10
03と音場別参照テーブル群1005の全参照テーブル
1006、1007、1008について類似度を計算
し、一定時間に入力された音に対し各参照テーブルから
選択された標準パターンとの類似度を平均することによ
って参照テーブル別平均類似度1009を求める。参照
テーブル選択部1010は、平均類似度の最も高い参照
パターンを選択して最適参照テーブル1011とする。FIG. 10 is a diagram for explaining an optimum reference table selection method for preparing different reference tables for various sound field conditions and selecting and using the optimum reference table under the use conditions. . Parameter extraction unit 10
02 extracts the characteristic parameter 1003 from the spectrum information 1001 obtained by the frequency analysis using the frequency analysis unit 108 of FIG. However, the parameter extraction unit 1003 uses the same one as the parameter extraction unit 202 in FIG. The similarity calculation unit 1004 uses the feature parameter 10
03 and all reference tables 1006, 1007, 1008 of the reference table group 1005 for each sound field are calculated, and the similarity between the sound input at a certain time and the standard pattern selected from each reference table is averaged. Thus, the average similarity 1009 for each reference table is obtained. The reference table selection unit 1010 selects the reference pattern having the highest average similarity and sets it as the optimum reference table 1011.
【0059】図11は参照テーブルを用いない場合の補
償方法選択部の1実施例を説明するための図である。ス
ペクトル包絡計算部1102は、図1の周波数分析部1
08を用いた周波数分析よって得られたスペクトル情報
1101から、図6の同部分と同様の処理によってスペ
クトル包絡情報1103を計算する。補償特性計算部1
104は、図6の同部分と同様の処理によって個人情報
1105および音声特徴情報1106から補償特性を計
算する。ただしこの場合は目視による強調周波数の決定
等の手段は用いない。FIG. 11 is a diagram for explaining one embodiment of the compensation method selection unit when the reference table is not used. The spectrum envelope calculation unit 1102 is the frequency analysis unit 1 of FIG.
The spectrum envelope information 1103 is calculated from the spectrum information 1101 obtained by the frequency analysis using 08 by the same processing as the same part of FIG. Compensation characteristic calculator 1
104 calculates a compensation characteristic from the personal information 1105 and the voice characteristic information 1106 by the same processing as that of the same part in FIG. However, in this case, no means such as visually determining the emphasis frequency is used.
【0060】なお、上記周波数分析の手法としてはフー
リエ変換に限定されるものではない。例えば、線形予測
分析(LPC分析)を用いることも考えられる。この場
合、スペクトル情報としてはLPC係数を用いる。周波
数分析部でフーリエ変換の代わりにLPC分析を行った
場合は、波形再構築部では、補償後のLPC係数と周波
数分析部における分析によって計算された予測残差か
ら、短区間波形を復元する。また、特徴パラメータには
LPC係数を直接用いることもできるし、LPCケプス
トラムを用いてもよい。スペクトル包絡情報は、全極型
スペクトルとして求めることができる。LPC分析につ
いては、古井貞煕:ディジタル音声処理、東海大学出版
会(1985)等で詳細に述べられている。The frequency analysis method is not limited to the Fourier transform. For example, it is conceivable to use a linear prediction analysis (LPC analysis). In this case, the LPC coefficient is used as the spectrum information. When the frequency analysis unit performs LPC analysis instead of Fourier transform, the waveform reconstruction unit restores the short-term waveform from the LPC coefficient after compensation and the prediction residual calculated by the analysis in the frequency analysis unit. Further, the LPC coefficient may be directly used as the characteristic parameter, or the LPC cepstrum may be used. The spectrum envelope information can be obtained as an all-pole spectrum. The LPC analysis is described in detail in Sadahiro Furui: Digital Speech Processing, Tokai University Press (1985) and the like.
【0061】図12は、本発明である聴覚補償方式を、
図1のシステム構成例にしたがって適用したシングルチ
ャンネル補聴器の一構成例である。本補聴器は主にマイ
クロフォン1201、駆動電源1202、入力音をディ
ジタル処理して再生するための音響処理部1203、デ
ータを格納しておくための記憶部1204、およびイヤ
ースピーカー1205により構成される。マイクロフォ
ン1201から入力した音は、DSPを用いてディジタ
ル演算を行う音響処理部1203において、記憶部12
04に予め格納しておいた聴覚特性参照テーブルから得
た補償特性を用いて実時間で補償され、イヤースピーカ
ー1205から出力される。記憶部1204は不揮発性
メモリによって構成されており、聴覚特性参照テーブル
は、本発明を用いて事前に使用者に適合するように調整
したうえで、補聴器とは独立の公知のデータ格納装置を
用いて予め記憶部1204に格納しておく。本補聴器は
片耳用の構成となっているが、同様の処理を2つのチャ
ンネルで独立に行うか、または、図4の参照テーブルを
用いて図1における聴覚補償部以降を2チャンネルで行
うことにより、両耳聴用の2チャンネル補聴器を構成す
ることも可能である。FIG. 12 shows the hearing compensation system according to the present invention,
2 is a configuration example of a single-channel hearing aid applied according to the system configuration example of FIG. 1. The hearing aid mainly comprises a microphone 1201, a driving power source 1202, a sound processing section 1203 for digitally processing and reproducing an input sound, a storage section 1204 for storing data, and an ear speaker 1205. The sound input from the microphone 1201 is stored in the storage unit 12 in the acoustic processing unit 1203 which performs digital calculation using a DSP.
It is compensated in real time using the compensation characteristic obtained from the hearing characteristic reference table stored in advance in 04, and is output from the ear speaker 1205. The storage unit 1204 is composed of a non-volatile memory, and the hearing characteristic reference table is adjusted to suit the user in advance using the present invention, and then a known data storage device independent of the hearing aid is used. It is stored in the storage unit 1204 in advance. This hearing aid is configured for one ear, but by performing the same processing independently in two channels, or by performing the hearing compensator and subsequent parts in FIG. 1 in two channels using the reference table in FIG. It is also possible to construct a two-channel hearing aid for binaural hearing.
【0062】なお本方式が、補聴器のみならずテレビジ
ョンやラジオなどの音響機器や、電話などの通信機器
等、音をあつかう任意の装置のバックエンドとして適用
可能なことは言うまでもない。It goes without saying that the present system can be applied as a back end to any device that handles sound, such as acoustic devices such as televisions and radios, communication devices such as telephones, as well as hearing aids.
【0063】[0063]
【発明の効果】音を入力する手段と、入力音を分析する
手段と、特定の個人または集団の聴覚特性や好みに適合
するように音を加工することによって聴覚を補償する手
段と、補償した音を再生する手段を有する聴覚補償方式
および装置において、入力音に対し最適な聴覚補償方法
を選択し、これを用いて聴覚を補償する補償方法選択部
を備えたことにより、異なる音場条件や入力音の特徴に
対し、適応的に補償方法を選択することが可能になっ
た。As described above, the means for inputting the sound, the means for analyzing the input sound, and the means for compensating the hearing by processing the sound so as to match the hearing characteristics and tastes of a specific individual or group are compensated. In an auditory compensation method and device having a means for reproducing sound, an optimal auditory compensation method is selected for an input sound, and a compensation method selection unit for compensating auditory sense by using the selected auditory compensation method is provided. It became possible to adaptively select the compensation method for the characteristics of the input sound.
【0064】入力音を代表する標準パターンを予め登録
済みで、前記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を備え、入力音との類似度の最も大
きい標準パターンを選択することによって最適な補償方
法を選択する補償方法選択部を備えたことにより、類似
度計算のみでスペクトル情報から最適な補償方法を選択
することが可能になった。By previously registering a standard pattern representative of the input sound, and providing a reference table in which each of the standard patterns is associated with a hearing compensation method, the standard pattern having the highest similarity to the input sound is selected. By providing the compensation method selection unit that selects the optimal compensation method, it becomes possible to select the optimal compensation method from the spectrum information only by calculating the similarity.
【0065】任意の音場条件における音に対する標準パ
ターンを予め登録済みの単一の参照テーブルを持ち、前
記参照テーブルを用いて最適な補償方法を選択する補償
方法選択部を備えたことにより、任意の音場条件におけ
る音に対して類似度計算のみでスペクトル情報から最適
な補償方法を選択することが可能になった。By having a single reference table in which standard patterns for sounds under arbitrary sound field conditions are registered in advance, and by providing a compensation method selection unit for selecting an optimum compensation method using the reference table, any It became possible to select the optimal compensation method from the spectrum information only for the similarity calculation for the sound under the sound field condition of.
【0066】複数の音場条件における音ごとに異なる標
準パターンを予め登録済みの複数の参照テーブルを持
ち、前記参照テーブルのうち、対象とする音場に最適な
参照テーブルを使用することによって最適な補償方法を
選択する補償方法選択部を備えたことにより、任意の音
場条件における音に対して、より小さい参照テーブルを
用いて、少ない類似度計算のみでスペクトル情報から最
適な補償方法を選択することが可能になった。By having a plurality of reference tables in which standard patterns different for each sound under a plurality of sound field conditions are registered in advance and using the reference table most suitable for the target sound field among the reference tables, the optimum Since the compensation method selection unit for selecting the compensation method is provided, the optimal compensation method is selected from the spectrum information by using only a small similarity calculation for a sound under an arbitrary sound field condition using a smaller lookup table. It has become possible.
【0067】前記複数の参照テーブルを用いて、一定時
間の入力音に対して各参照テーブルの平均類似度を計算
し、前記平均類似度が最大となる参照テーブルを選択し
て使用する補償方法選択部を備えたことにより、音場条
件にとって最適な参照テーブルを選択することが可能に
なる。Using the plurality of reference tables, the average similarity of each reference table is calculated with respect to the input sound for a fixed time, and the reference table having the maximum average similarity is selected and used. By providing the section, it becomes possible to select the optimum reference table for the sound field condition.
【0068】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については補償を行わない補償方法選択部を備えること
により、補償対象でない音の補償を行わないことが可能
になった。The reference table is provided with a compensation method selection unit that does not perform compensation for a pattern whose similarity to the standard pattern closest to the input sound does not exceed a certain threshold value. It has become possible.
【0069】前記参照テーブルにおいて、入力音に最も
近い標準パターンとの類似度がある閾値を越えないもの
については抑圧を行う補償方法選択部を備えたことによ
り、補償対象でない音を抑圧することが可能になった。The reference table is provided with a compensation method selection unit that suppresses the similarity of the standard pattern closest to the input sound that does not exceed a certain threshold, so that the non-compensation sound can be suppressed. It became possible.
【0070】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には補償を行わない補償方法選択部を備
えたことにより、補償対象でない音の補償を行わないこ
とが可能になった。In the reference table, when the input sound has the largest similarity to the standard pattern having the characteristics other than the sound to be compensated, the compensation method selecting unit is provided to perform no compensation, so that It became possible not to compensate.
【0071】前記参照テーブルにおいて、入力音が補償
対象音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似
度を有する場合には抑圧を行う補償方法選択部を備えた
ことにより、補償対象でない音を抑圧することが可能に
なった。In the reference table, when the input sound has the highest similarity to the standard pattern having the characteristics other than the sound to be compensated, the compensating method selecting unit for suppressing the sound is provided to suppress the non-compensating sound. It became possible to do.
【0072】各入力音を代表する標準パターンに、左右
耳におけるそれぞれの聴覚に対する補償方法を対応づけ
た参照テーブルを持ち、前記参照テーブルを用いて各耳
の聴覚の補償を行う補償方法選択部を備え、左右それぞ
れの耳に対して別々に再生を行う再生部を備えたことに
より、単一の入力手段によって入力された音に対しても
左右それぞれの耳ごとに別々に補償を行うことが可能に
なった。There is a reference table in which a standard pattern representing each input sound is associated with a compensation method for each hearing in the left and right ears, and a compensation method selection unit for compensating the hearing of each ear using the reference table is provided. Since it is equipped with a playback unit that plays back separately for each left and right ear, it is possible to separately compensate for each left and right ear even for the sound input by a single input means. Became.
【0073】入力音の周波数スペクトル包絡が、対象と
する聴覚特性の最小可聴レベルと不快レベルの間に含ま
れるようにレベルを補償する聴覚補償部を備えたことに
より、周波数スペクトルの微細構造を損なわずに周波数
スペクトルの主要部分が対象とする聴覚特性の最小可聴
レベルと不快レベルの間に含まれるように入力音のレベ
ルを補償することが可能になった。By providing the hearing compensator for compensating the frequency spectrum envelope of the input sound so that it is included between the minimum audible level and the discomfort level of the target auditory characteristic, the fine structure of the frequency spectrum is impaired. Instead, it is possible to compensate the input sound level so that the main part of the frequency spectrum falls between the minimum audible level and the discomfort level of the target auditory characteristic.
【図1】本発明の1実施例のシステム構成を説明する図
である。FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】補償方法選択部を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a compensation method selection unit.
【図3】参照テーブルの構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a reference table.
【図4】両耳補償用参照テーブルの構成を説明する図で
ある。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a binaural compensation reference table.
【図5】標準パターン学習方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a standard pattern learning method.
【図6】補償特性計算方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a compensation characteristic calculation method.
【図7】ある周波数における補償特性例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing an example of compensation characteristics at a certain frequency.
【図8】スペクトル加工例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a spectrum processing example.
【図9】側抑制関数を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a side suppression function.
【図10】最適参照テーブル選択方法を説明する図であ
る。FIG. 10 is a diagram illustrating an optimum reference table selection method.
【図11】補償方法選択部を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a compensation method selection unit.
【図12】補聴器構成例を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a hearing aid.
101…音、102…入力部、103…入力信号、10
4…A/D変換部、105、115…ディジタル信号、
106…波形切り出し部、107…短区間波形、108
…周波数分析部、109、113…スペクトル情報、1
10…補償方法選択部、111…補償特性、112…聴
覚補償部、114…波形再構築部、116…D/A変換
部、117…出力信号、118…再生部、119…再生
音、201…スペクトル情報、202…パラメータ抽出
部、203…特徴パラメータ、204…類似度計算部、
205…参照テーブル、206…補償特性、501…ス
ペクトル情報、502…パラメータ抽出部、503…特
徴パラメータ、504…コードブック作成部、505…
標準パターンテーブル、601…標準パターンテーブ
ル、602…スペクトル包絡計算部、603…スペクト
ル包絡情報、604…補償特性計算部、605…個人情
報テーブル、606…音声特徴情報テーブル、607…
補償特性テーブル、801…補償前スペクトル包絡、8
02…補償後スペクトル包絡、1001…スペクトル情
報、1002…パラメータ抽出部、1003…特徴パラ
メータ、1004…類似度計算部、1005…音場別参
照テーブル群、1006〜1008…音場別参照テーブ
ル、1009…参照テーブル別平均類似度、1010…
最適参照テーブル選択部、1011…最適参照テーブ
ル、1101…スペクトル情報、1102…スペクトル
包絡計算部、1103…スペクトル包絡情報、1104
…補償特性計算部、1105…個人情報テーブル、11
06…音声特徴情報テーブル、1107…補償特性、1
201…マイクロフォン、1202…駆動電源、120
3…音響処理部、1204…記憶部、1205…イヤー
スピーカー。101 ... Sound, 102 ... Input section, 103 ... Input signal, 10
4 ... A / D converter, 105, 115 ... Digital signal,
106 ... Waveform cutting-out section, 107 ... Short section waveform, 108
... Frequency analysis unit, 109, 113 ... Spectrum information, 1
10 ... Compensation method selection section, 111 ... Compensation characteristic, 112 ... Auditory compensation section, 114 ... Waveform reconstruction section, 116 ... D / A conversion section, 117 ... Output signal, 118 ... Reproduction section, 119 ... Reproduction sound, 201 ... Spectral information, 202 ... Parameter extraction unit, 203 ... Feature parameter, 204 ... Similarity calculation unit,
205 ... Reference table, 206 ... Compensation characteristic, 501 ... Spectral information, 502 ... Parameter extracting unit, 503 ... Feature parameter, 504 ... Codebook creating unit, 505 ...
Standard pattern table, 601 ... Standard pattern table, 602 ... Spectrum envelope calculation unit, 603 ... Spectrum envelope information, 604 ... Compensation characteristic calculation unit, 605 ... Personal information table, 606 ... Voice feature information table, 607 ...
Compensation characteristic table, 801 ... Precompensation spectrum envelope, 8
02 ... Compensated spectrum envelope, 1001 ... Spectral information, 1002 ... Parameter extraction unit, 1003 ... Feature parameter, 1004 ... Similarity calculation unit, 1005 ... Sound field reference table group, 1006-1008 ... Sound field reference table, 1009 ... Average similarity by reference table, 1010 ...
Optimal reference table selection unit, 1011 ... Optimal reference table, 1101 ... Spectral information, 1102 ... Spectral envelope calculation unit, 1103 ... Spectral envelope information, 1104
Compensation characteristic calculation unit, 1105 ... Personal information table, 11
06 ... Voice feature information table, 1107 ... Compensation characteristic, 1
201 ... Microphone, 1202 ... Driving power supply, 120
3 ... Sound processing unit, 1204 ... Storage unit, 1205 ... Ear speaker.
Claims (12)
分析する手段と、特定の個人または集団の聴覚特性や好
みに適合するように音を加工することによって聴覚を補
償する手段と、補償した音を再生する手段を有する聴覚
補償装置において、上記入力音に対し最適な聴覚補償方
法を選択する補償方法選択部と、上記選択された補償方
法を用いて聴覚を補償することを特徴とする聴覚補償装
置。1. At least a means for inputting a sound, a means for analyzing the input sound, a means for compensating the hearing by processing the sound so as to match the hearing characteristics and tastes of a specific individual or group, and compensation. In a hearing compensator having means for reproducing a reproduced sound, a compensating method selecting unit for selecting an optimum hearing compensating method for the input sound, and compensating for hearing by using the selected compensating method. Hearing compensation device.
標準パターンを予め登録済みで、前記標準パターンごと
に聴覚の補償方法を対応づけた参照テーブルを持ち、入
力音との類似度の最も大きい標準パターンを選択するこ
とによって最適な補償方法を選択することを特徴とする
請求項1記載の聴覚補償装置。2. The compensation method selection unit has a reference table in which a standard pattern representative of an input sound has been registered in advance, and a reference table in which a hearing compensation method is associated with each of the standard patterns is provided. The hearing compensation device according to claim 1, wherein the optimum compensation method is selected by selecting the largest standard pattern.
おける音に対する標準パターンを予め登録済みの単一の
参照テーブルを持ち、前記参照テーブルを用いて最適な
補償方法を選択することを特徴とする請求項2記載の聴
覚補償装置。3. The compensation method selection unit has a single reference table in which standard patterns for sounds under arbitrary sound field conditions are registered in advance, and an optimal compensation method is selected using the reference table. The hearing compensator according to claim 2, which is characterized in that.
おける音ごとに異なる標準パターンを予め登録済みの複
数の参照テーブルを有し、前記参照テーブルのうち、対
象とする音場に最適な参照テーブルを使用することによ
って最適な補償方法を選択することを特徴とする請求項
2記載の聴覚補償装置。4. The compensation method selection unit has a plurality of reference tables in which standard patterns different for each sound under a plurality of sound field conditions are registered in advance, and the reference table is most suitable for a target sound field. 3. The hearing compensation device according to claim 2, wherein the optimum compensation method is selected by using a different look-up table.
に対して各参照テーブルの平均類似度を計算し、前記平
均類似度が最大となる参照テーブルを選択して使用する
ことを特徴とする請求項4記載の聴覚補償装置。5. The compensation method selection unit calculates an average similarity of each reference table with respect to an input sound of a fixed time, and selects and uses a reference table having the maximum average similarity. The hearing compensation device according to claim 4.
標準パターンとの類似度がある閾値を越えないものにつ
いては補償を行わないことを特徴とする請求項2記載の
聴覚補償装置。6. The hearing compensator according to claim 2, wherein the compensation method selection unit does not perform compensation for a pattern whose similarity to the standard pattern closest to the input sound does not exceed a certain threshold.
標準パターンとの類似度がある閾値を越えないものにつ
いては抑圧を行うことを特徴とする請求項2記載の聴覚
補償装置。7. The hearing compensator according to claim 2, wherein the compensation method selection unit suppresses the similarity of the standard pattern closest to the input sound that does not exceed a certain threshold.
音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似度を
有する場合には補償を行わないことを特徴とする請求項
2記載の聴覚補償装置。8. The auditory sense according to claim 2, wherein the compensation method selection unit does not perform compensation when the input sound has the highest degree of similarity with a standard pattern having characteristics other than the sound to be compensated. Compensation device.
音以外の特徴を持つ標準パターンと最も大きい類似度を
有する場合には抑圧を行うことを特徴とする請求項2記
載の聴覚補償装置。9. The hearing compensation according to claim 2, wherein the compensation method selection unit suppresses the input sound when the input sound has the highest degree of similarity with a standard pattern having characteristics other than the sound to be compensated. apparatus.
する標準パターンに、左右耳におけるそれぞれの聴覚に
対する補償方法を対応づけた参照テーブルを持ち、前記
参照テーブルを用いて各耳の聴覚の補償を行い、左右そ
れぞれの耳に対して別々に再生を行う再生部を有するこ
とを特徴とする請求項2記載の聴覚補償装置。10. The compensating method selecting section has a reference table in which a compensating method for each hearing in the left and right ears is associated with a standard pattern representing each input sound, and hearing of each ear is performed using the reference table. 3. The hearing compensator according to claim 2, further comprising a reproducing unit that compensates for the above and reproduces the left and right ears separately.
クトル包絡が、対象とする聴覚特性の最小可聴レベルと
不快レベルの間に含まれるようにレベルを補償すること
を特徴とする請求項2記載の聴覚補償装置。11. The hearing compensator compensates a frequency spectrum envelope of an input sound so that the frequency spectrum envelope of the input sound falls between a minimum audible level and a discomfort level of a target auditory characteristic. Hearing compensation device described.
手段と、特定の個人または集団の聴覚特性や好みに適合
するように音を加工することによって聴覚を補償する手
段と、補償した音を再生する手段と、上記入力音に対し
最適な聴覚補償方法を選択する補償方法選択部と、上記
選択された補償方法を用いて聴覚を補償することを特徴
とする補聴器。12. A means for inputting a sound, a means for analyzing an input sound, and a means for compensating for hearing by processing a sound so as to match a hearing characteristic or preference of a specific individual or group. A hearing aid comprising means for reproducing sound, a compensation method selection unit for selecting an optimum hearing compensation method for the input sound, and hearing compensation using the selected compensation method.
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