JPH0675596A

JPH0675596A - スピーチおよび音響学的現象分析装置

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Publication number: JPH0675596A
Application number: JP10213293A
Authority: JP
Inventors: Dupret Jean-Pierre; デュプレジャン−ピエール
Original assignee: S P I C FR SA; SPIC FR SA
Current assignee: S P I C FR SA; SPIC FR SA
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-03-18
Also published as: EP0577441A2; FR2690550A1; EP0577441A3

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、スピーチおよび音響学的現象を分
析するための装置に関し、個々の患者の聴覚損失のタイ
プ等に応じて、入力端で受信した信号の増幅や周波数シ
フト等の処理動作を受信信号の関数として選択すること
により、この受信信号に対し迅速で有効な処理を実行す
る装置を提供することを目的とする。【構成】可聴信号の代表であるアナログ信号を供給す
る入力手段と、入力手段からのアナログ信号を処理する
信号処理手段と、信号処理手段からの信号を受信する出
力手段とを有し、信号処理手段は、アナログ・ディジタ
ル変換器と、この変換器からのディジタル信号を処理す
る１つまたは複数のディジタル検出部およびディジタル
信号処理部を含むディジタル信号処理手段とを備える。
ディジタル検出部は、ディジタル信号中の１つまたは幾
つかの音響学的現象の存在または不存在を検出し、その
関数としてディジタル信号処理部の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピーチおよび音響学
的現象を分析するための装置に関する。上記のスピーチ
および音響学的現象を分析するための公知の分析装置
は、既に存在する。この種の装置は、特に、聴覚の代行
機器（Protheses)に用いられており、より一般的には補
聴器として知られている。

【０００２】

【従来の技術、および、発明が解決しようとする課題】
従来の補聴器は、通常、入力端のマイクロホンと、増幅
手段と、出力端の受話口とを有する。この増幅手段によ
る増幅は、すべての周波数スペクトルを包含する。この
ような増幅は、第１に、ある特定の周波数領域のスペク
トルの損失（Loss）が、他の周波数領域のスペクトルの
損失よりも少なくて済むような特殊な患者にとっては実
際上余計なことである。第２に、“有用な”周波数と他
の周波数との区別が事実上つかないということは、むし
ろ有害になるおそれさえある。

【０００３】さらに、ある病的な聴覚条件に対し、聴覚
上の損失が、耳で正確に聞き取ることができないという
形よりもむしろ音声の出力を正しく分析することができ
ないという形で現れる事実が見いだされている。さら
に、幾つかの臨床の試みによって次のような事実も明ら
かになった。すなわち、前述のような、音声の出力を正
しく分析する能力に欠ける点は、対象とする周波数領域
に依存して多かれ少なかれ顕著になると共に、各々の患
者に特有の要因である聴覚上の損失のタイプや性質に依
存して変化するという事実である。このような聴覚上の
損失に大きく影響される聴覚領域内では、所定の周波数
を有する音声信号が、他の周波数を有する信号として感
知される可能性がある。この結果として、患者が聞き取
る音が、音源における音と異なってしまう傾向が生ず
る。例えば、患者が“ｆ”を“ｓ”のように聞き取るお
それがあり、その逆の場合も起こり得る。このために、
音声信号が、たとい増幅されても、病的な状態に悩まさ
れる耳によって充分感知されないという傾向が常時生じ
てくる。ここで、上記の病的な状態とは、言ってみれ
ば、音の大きさに関係なく元来の音を歪ませるような状
態を意味するものである。

【０００４】これまでは、上記の対策として、多くのオ
クターブまたは１オクターブ分だけ可聴スペクトルの周
波数をシフトさせる案が呈示されている（ここで用いら
れる“オクターブ”という表現は、当然のことながら、
一方の振動の周波数が他方の周波数の２倍となるような
２種の振動の間隔を表す目的で使用される）。このよう
にすれば、信号の周波数が、次のようなより好ましい領
域に位置するようになる。すなわち、病的な耳における
聴覚上の損失による影響がより少ない領域である。さら
に、上記信号の周波数が１オクターブ分だけシフトした
としても、対応する音が低くなるにせよ高くなるにせよ
その音は聴き取れるであろう。

【０００５】しかしながら、この場合にも、可聴スペク
トルのすべての周波数がシフトしてしまうので、明らか
に、前述の場合と同様の不都合が生じてくる。それゆえ
に、ある特定の周波数帯域の信号のみが処理されるよう
に、このようなある特定の周波数付近の信号のみをシフ
トするかまたは増幅する方法が提案されている。この方
法は、特定の患者の特殊な特性に用いられる補聴器に分
析装置を適合させることを事実上可能にする。この種の
公知の分析装置により、前述の単純な分析装置に比べて
かなりの改良が既になされることになる。この種の分析
装置の一例が、フランスのジャーナルの「オーディショ
ン雑誌，第５巻，Ｎｏ．２（１９９１年６月第９４版発
行）」の中で述べられている。上記の分析装置は、入力
端のマイクロホンと、アナログ信号処理手段と、出力端
の受話口とを有する。このアナログ信号処理手段は、受
信した信号の一部に対し並列に動作する。上記アナログ
信号処理手段は、基本的に、フィルタ通過後の信号を増
幅するかまたはこのような信号に対し周波数シフトを行
うための入力フィルタにより構成される。

【０００６】このような構成では、上記アナログ信号処
理手段は、ある特定の周波数帯域をシフトしたり増幅し
たりする。その後に、このアナログ信号処理手段からの
出力信号が未処理の信号に加算される。そして、この加
算により結合された信号は、出力側の受話口に送出され
る。上記のようなシステムは、初期のシステムに比べて
かなり実際的な方法を呈示する。しかしながら、それに
もかかわらず、上記のシステムは、次のような幾つかの
不都合な点を持っている。

【０００７】まず第１に、初期のシステムの機能性を再
現することができないという点、例えば、全可聴帯域に
わたって信号を増幅したり、さらには、地の雑音（Back
ground Noise）を処理したりすることができないという
点が挙げられる。すなわち、実際上、１つの周波数帯域
のみが信号の増幅または周波数シフトにより処理される
だけで、全周波数スペクトルは処理されない。この場
合、後ほど、処理の対象となる信号が入力信号に加算さ
れたときに、出力端で供給される信号の中に地の雑音が
常に残存したままになる。この出力端では、地の雑音を
減衰させたり除去したりすることは不可能である。

【０００８】第２に、ある病的な聴覚条件に必要な特殊
な処理、または、聴覚による理解の容易性を高めるため
に必要な特殊な処理を実行することができないという点
が挙げられる。すなわち、上記のシステムは、音の構造
に関するすべての知識を活用することができないので、
かなり粗っぽい処理に限定されてしまう。このために、
例えば破裂音のようなある種の音を検出することができ
ない。さらには、信号の時間経過の様子を処理する事が
できない。換言すれば、感知することが最も難しいよう
な音を長く伸ばす手法は、音の明瞭性を改善するのに役
立つにもかかわらず、上記のシステムの分析装置により
実行することはできない。その上、上記のシステムの構
成では、これらの周知の分析装置は、１つのフィルタに
よる単一の処理動作に限定されてしまうので、例えば、
受信信号の関数として処理動作を選択することは不可能
である。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、各々の患者に特有の要因である聴覚上の損失
のタイプや性質に応じて、入力端で受信される信号の増
幅や周波数シフト等の処理動作を受信信号の関数として
選択することにより、この受信信号に対し迅速で有効か
つ完璧な処理を実行する機能性を備えたスピーチおよび
音響学的現象分析装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段、および、作用】本発明の
分析装置は、特に、聴覚障害による影響を克服するよう
に設計された装置に用いられる。あるいは、騒々しい環
境下における理解度の改善や、深刻な聴覚障害者や、音
声記録のための装置に用いられる。さらに、本発明の分
析装置は、自動スピーチ感知システムに用いられる。さ
らにまた、本発明の分析装置は、外国語を習得するのに
も有効である。

【００１１】簡潔にいえば、本発明の分析装置は、スピ
ーチおよび音響学的現象を処理するためのすべてのシス
テム、特に、現用のコンピュータ手段およびディジタル
電子装置を利用したシステムに有効である。これらのシ
ステムにおいては、特に、大量のデータの高速処理が可
能になると共に、装置の小型化が可能になる。上記の目
的を達成するために、本発明のスピーチおよび音響学的
現象分析装置は、可聴信号の代表であるアナログ信号を
その出力側より供給するための可聴信号の入力手段と、
この入力手段の出力側で得られたアナログ信号を処理す
るための信号処理手段と、この信号処理手段により処理
された信号を入力側で受信するための信号の出力手段と
を有する。

【００１２】さらに、上記信号処理手段は、少なくとも
１つのアナログ・ディジタル変換器と、このアナログ・
ディジタル変換器の出力側から供給されるディジタル信
号を処理するためのディジタル信号処理手段とを備え、
このディジタル信号処理手段は、１つまたは複数のディ
ジタル検出部およびディジタル信号処理部を含む。上記
ディジタル検出部は、このアナログ・ディジタル変換器
の出力側から供給されるディジタル信号の中に１つまた
は幾つかの音響学的現象が存在するか否かを検出し、か
つ、この音響学的現象の存在または不存在の関数として
上記ディジタル信号処理部の動作を制御する。

【００１３】上記ディジタル信号処理手段は、さらに、
上記ディジタル信号処理部の出力側から供給されるディ
ジタル信号を変換するための少なくとも１つのディジタ
ル・アナログ変換器を備える。本発明の１つの好ましい
特徴によれば、上記ディジタル信号処理手段は、複数の
ディジタルフィルタを含む。

【００１４】本発明の他の好ましい特徴によれば、上記
ディジタル信号処理手段は、上記ディジタル信号処理手
段が、上記アナログ・ディジタル変換器から、または、
１つもしくは複数のディジタルフィルタから送出される
ディジタル信号を入力側で受信するための複数のディジ
タル信号処理部を備える。本発明のさらに他の好ましい
特徴によれば、上記の１つまたは複数のディジタル検出
部は、上記の１つもしくは複数のアナログ・ディジタル
変換器から、または、１つもしくは複数のディジタルフ
ィルタから送出されるディジタル信号を入力側で受信
し、かつ、１つまたは幾つかの音響学的現象の存在また
は不存在の検出を行うように構成される。

【００１５】本発明のさらに他の好ましい特徴によれ
ば、上記ディジタル検出部は、上記検出がなされた音響
学的現象の存在または不存在の関数として上記ディジタ
ル信号処理部の動作を制御するように構成される。好ま
しくは、上記ディジタルフィルタは、低域フィルタと、
高域フィルタと、帯域フィルタと、立ち上がり周波数お
よび立ち下がり周波数変換の検出用フィルタとを含む。

【００１６】さらに、好ましくは、上記ディジタル信号
処理部は、上記の受信された各種の信号に対し所定の値
による周波数乗算または周波数除算を実行することによ
り周波数変換を行うと共に、受信された各種の信号の一
部の増幅および消去を行い、かつ、この受信された各種
の信号の持続時間をそれぞれ変化させるように機能す
る。

【００１７】さらに、好ましくは、上記ディジタル検出
部は、上記音響学的現象の持続時間の測定と、この音響
学的現象の振幅または周波数の測定とを行うように構成
される。さらに、好ましくは、上記入力手段および上記
出力手段の各々は、少なくとも１つのトランスジューサ
を含む。

【００１８】本発明は、最終的に、補聴器の設備に対
し、上記のスピーチおよび音響学的現象分析装置を適用
することに関係するものである。本発明の利点および特
徴は、添付図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
ることにより、さらに明確になるであろう。以下添付図
面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１９】

【実施例】本発明をより確実に理解することができるよ
うに、スピーチを構成すると共に本発明による処理が可
能な種々の音響学的現象を、最初に説明することとす
る。これらの音響学的現象は、概して、次のような幾つ
かの種類に分類される。第１の種類は、ひじょうに短い
かまたは数百分の一秒にわたって伸びるような種々の持
続時間を有する雑音である。

【００２０】第２の種類は、種々の持続時間を有する静
止状態である。音響学的現象により構成されるスピーチ
は、さらに、所定の音節内の子音と母音との間で行われ
る音声学上の変換を含む。同じ音節に対し２種の異なっ
た変換を行う場合、これら２種の中心周波数が、時間経
過に伴いより接近するかまたはより離れた状態になる。
あるいは、これらの中心周波数のずれが一定の状態にな
る。

【００２１】最終的に、スピーチの分析により、このス
ピーチで発せられる音が、一般的にいって、ホルマント
（Formant)とよばれるいくつかの成分からなることがわ
かる。これらのホルマントの各々は、ある周波数成分の
中心に位置しており、この周波数成分の比はほぼ一定で
ある。さらに、これらのホルマント間の関係は、母音の
周波数帯域特性が増強されたような形になっていること
も見い出されている。明らかなことではあるが、上記の
説明は、かなり基本的なレベルでのスピーチの構成要素
を早急に吟味することによりなされたものである。すな
わち、ここでは、特定の処理を行うために識別されかつ
選択されるようなスピーチの構成要素を示しているにす
ぎない。

【００２２】図１は本発明の分析装置の一実施例を示す
ブロック図である。ここでは、ごく普通の構成図を用い
て、本発明の装置における種々の構成要素が記号により
表示されている。図１の実施例において、本発明の分析
装置は入力手段１０を備えており、この入力手段１０
は、電気機械トランスジューサ１と、この電気機械トラ
ンスジューサ１により供給される信号を増幅する前置増
幅器２とから構成される。ここでは、本発明の装置が補
聴器に使用される場合に呈示される最も一般的な例につ
いて考察することとする。本発明の補聴器への適用は、
他の器械への適用よりも理にかなっていると考えられ
る。明らかに、上記入力手段１０は、分析の対象となる
音響学的現象に依存して他の任意の形を取り得る。例え
ば、磁気テープ上に前もって記録された信号を分析する
場合には、入力手段１０は、磁気テープ読み取り機から
なる。

【００２３】また、図１の装置は、入力手段１０により
供給されるアナログ信号を処理するための信号処理手段
１１を備える。図１の装置は、さらに、信号処理手段１
１により処理された信号を受信するための出力手段９を
備える。補聴器の場合には、この出力手段９は、代表的
に、第２の電気機械トランスジューサを含む。この第２
の電気機械トランスジューサは、受信したアナログ信号
を可聴信号に変換するものである。

【００２４】ここで、信号処理手段１１の構成を詳細に
説明することとする。この信号処理手段１１は、まず第
１に、アナログ・ディジタル変換器３（ＡＤＣ）を備え
る。このアナログ・ディジタル変換器３は、入力手段１
０により供給されるアナログ信号をディジタル化する。
上記のアナログ・ディジタル変換器３から出力されるデ
ィジタル信号は、ディジタル信号処理手段により受信さ
れる。

【００２５】このディジタル信号処理手段は、代表的
に、複数のディジタルフィルタ４．１〜４．Ｎと、複数
のディジタル検出部５．１〜５．Ｎと、複数のディジタ
ル信号処理部６．１〜６．Ｎとを備える。図１の実施例
においては、ディジタルフィルタの各々４．ｉ（ｉ＝
１，２，…，Ｎ）は、対応するディジタル検出部５．ｉ
およびディジタル信号処理部６．ｉに接続される。後述
するように、これとは別の構成を選択することも可能で
ある。

【００２６】ディジタル信号処理手段は、さらに、増幅
器７を備える。この増幅器７により、ディジタル信号処
理手段で受信したすべての信号が増幅される。上記ディ
ジタル信号処理手段はまた、図示されていない加算回路
も備える。この加算回路は、複数のディジタル信号処理
部６．１〜６．Ｎにより供給される信号を加算し、か
つ、この加算された信号をディジタル・アナログ変換器
８（ＤＡＣ）に供給するものである。

【００２７】上記信号処理手段１１は、必要なスピーチ
分析処理動作がディジタル信号に対し実行されることを
可能にするものである。ディジタルフィルタ４．１〜
４．Ｎは、ディジタル検出部５．１〜５．Ｎと協働して
音響学的現象の存在または不存在の検出を行うことを可
能にするものである。その後、これらの音響学的現象
は、ディジタル信号処理部６．１〜６．Ｎにより処理さ
れる。

【００２８】１つの例を挙げれば、フィルタ４．１〜
４．Ｎは、喉頭基音および有声音（基音の周波数検出用
の低域フィルタおよび／または帯域フィルタ）を検出す
るためのフィルタと、種々の音に対するさまざまなホル
マントに対応するフィルタと、鼻音の雑音を検出するた
めのフィルタと、破裂音の雑音を検出するためのフィル
タ（帯域フィルタによる雑音の除去と、ひじょうに短い
雑音の選択）と、摩擦音の雑音を検出するためのフィル
タ（ｆ，ｖ，ｓ等の音）と、有声音の雑音を検出するた
めのフィルタ（ｖ，ｓ，ｚ，ｂ，ｄ，ｇ等の音）と、立
ち上がり周波数変換を検出するためのフィルタと、立ち
下がり周波数変換を検出するためのフィルタと、その他
の構成要素とを備える。

【００２９】これらのフィルタは、ディジタル検出部
５．１〜５．Ｎに接続される。これらのディジタル検出
部５．１〜５．Ｎは、フィルタ４．１〜４．Ｎの出力側
から得られる周波数帯域において、種々の音響学的現象
の検出を行う。例えば、分岐ｉ（フィルタ４．ｉ、ディ
ジタル検出部５．ｉ、および信号処理部６．ｉ）におい
て、中心周波数がｆ₁，ｆ₂およびｆ₃の３種のホルマ
ントにより構成される音を処理することが要望される場
合には、フィルタ４．ｉは、周波数ｆ₁，ｆ₂およびｆ
₃の周囲で非零利得（Non-zero Gain)となるような帯域
フィルタになるであろう。ディジタル検出部５．ｉは、
上記３種のホルマントにそれぞれ対応する３つの周波数
帯域におけるフィルタ通過後の信号の振幅を測定し、か
つ、この振幅の関数として、関連する音が存在するか否
かの決定を行うことを可能にする。ディジタル検出部
５．ｉによりなされる上記決定の関数として、信号処理
部６．ｉは、次のような音の処理を実行したりしなかっ
たりする。すなわち、例えば、周波数シフトを呈示する
ような音の処理である。

【００３０】たった今述べたケースは、明らかに、３種
のホルマントにより構成される音の検出に関係してい
る。しかしながら、上記ディジタル検出部は、ただ単に
振幅を測定するためだけでなく、この振幅のピークが生
ずる周波数の測定や、ある音の持続時間の測定や、この
音が感知されるようなその他の類似の測定を行うために
使用される。

【００３１】例えば、破裂音の雑音は、所定の周波数内
のひじょうに短い雑音である。このような雑音を分離す
るために、帯域フィルタが、フィルタによる雑音除去を
呈示する目的で使用され、かつ、音の持続時間、すなわ
ち、この音の振幅がしきい値を越える期間が測定され
る。そして、もし、この測定値が所定の値より小さけれ
ば、破裂音が存在するとみなす。このような場合には、
ディジタル信号処理部は、破裂音の雑音帯域内で零利得
フィルタとなる。

【００３２】上記ディジタル検出部はまた、時分割のサ
ンプリングにより与えられる周波数を検出することがで
きる。さらに、このディジタル検出部は、種々の音響学
的現象の持続時間を測定することができる（例えば、静
止期間、音調が一定であるような安定な現象、または、
音声学上の変換のような不安定な現象）。この場合、図
１の装置の枝部（Arms) 、すなわち分岐１〜Ｎでは、信
号、例えば、特定の音すなわち所定の周波数帯域内の音
に対し、各々異なった処理が実行される。

【００３３】図１の実施例では、増幅器７は、アナログ
・ディジタル変換器３とディジタル・アナログ変換器８
の間に付加的に設けられており、このために、全スペク
トルにわたり受信信号を増幅することが可能となる。も
し、この増幅動作が適切であり、かつ、受信したすべて
の音を増幅することが有効であるならば、上記増幅器７
は、このような増幅の目的に使用され得る。枝部１〜Ｎ
で処理されるディジタル信号と増幅器７により増幅され
る信号は、もし適切であれば、加算されてディジタル・
アナログ変換器８に送出される。このディジタル・アナ
ログ変換器８では、上記の加算されたディジタル信号
を、出力手段９に伝達するためのアナログ信号に変換す
る。

【００３４】図２は本発明のディジタル信号処理手段の
他の実施例を示すブロック図である。図２においては、
前記の図１に示すアナログ・ディジタル変換器３により
供給される信号を受信し、かつ、処理後の信号を、図１
に示すディジタル・アナログ変換器８に伝達するための
ディジタル信号処理手段の部分のみを示すこととする。
なお、前述した構成要素と同様のものについては、同一
の参照番号を付して表す。

【００３５】図２に示すディジタル信号処理手段は、デ
ィジタルフィルタ４．１および４．２と、ディジタル検
出部５．１および５．２と、ディジタル信号処理部６．
１および６．２とを備える。これらの構成要素は、図１
に示したものと同様のものなので、上記のように、同一
の参照番号を付して示すこととする。図２のディジタル
信号処理手段は，さらに、別のタイプのディジタルフィ
ルタ２０．１（そして、もう１つのディジタルフィルタ
２０．２）を備える。このディジタルフィルタ２０．１
は、ディジタル検出部２１．１（そして、もう１つのデ
ィジタル検出部２１．２）に接続され、かつ、１組のデ
ィジタル信号処理部２２．１および２３．１（そして、
もう１組のディジタル信号処理部２２．２および２３．
２）に接続される。さらに、上記ディジタル検出部２
１．１（そして、もう１つのディジタルフィルタ２０．
２）は、１組のディジタル信号処理部２２．１および２
３．１（そして、もう１組のディジタル信号処理部２
２．２および２３．２）に接続されており、これらのデ
ィジタル信号処理部２２．１および２３．１（そして、
もう１組のディジタル信号処理部２２．２および２３．
２）を制御する。ここで、図２に示すディジタル信号処
理手段内にディジタル信号が到達したときに、このディ
ジタル信号は、ディジタルフィルタ２０．１および２
０．２によりフィルタ処理がなされる。このようにして
フィルタ処理が完了した信号は、ディジタル検出部２
１．１および２１．２に送出される。このディジタル検
出部２１．１および２１．２は、決定された結果の関数
として、フィルタ通過後の信号をどのように処理すべき
かを選択するために、ディジタル信号処理部２２．１、
２３．１、２２．２および２３．２に作用する。

【００３６】かくして、図２に示すような実施例におい
ては、ディジタル信号に対する二者択一的な処理動作の
うちのいずれが、フィルタ通過後の信号に適用されるか
を選定することが可能になる。例えば、３種のホルマン
トにより構成される音の検出が、次の方法により実行さ
れる。すなわち、上記ホルマントのうちの２種に対し周
波数乗算を行い、かつ、残りの１種を増幅する方法であ
る。

【００３７】本発明の装置により、信号を構成する種々
の音響学的現象に対し完全に異なった方法で、入力手段
により受信された信号を処理することが可能になる。こ
のために、疑似現象（Spurious Phenomena) を容易に除
去することができる。例えば、前もって知られている性
質、または、ディジタル検出部で測定される特性により
確認される性質に基づき疑似音を除去することが必要に
なるであろう。信号の残りの部分に関し相対的な振幅を
強くすることが要望されている場合、疑似音が除去され
ているので、他の音響学的現象を増幅することができ
る。ここで、ある特定の帯域でちょっとした聴覚障害が
ある場合には、この周波数帯域内の相対的な振幅を増強
することが有効である。もし、ある程度広がった周波数
帯域で聴覚障害が認められる場合には、図１に示す増幅
器７による増幅を行うことが有効である。

【００３８】ある種の音に対し周波数シフトを実行する
ことも、時たま有効である。この場合には、ある特定の
周波数に対し、整数かまたは整数でない係数により乗算
または除算を行うことによって周波数シフトが実現され
る。スピーチにおいてこのような周波数シフトを行った
場合、周波数シフトを感知する耳のみによって音の理解
度が維持される。上記のように、係数による乗算または
除算を行うことによって多重音が生成される。これらの
多重音は、乗算または除算の係数により変化させられる
し、あるいは、処理の対象となる音響学的現象に依存し
て変化させられる。上記の多重音が一度生成されると、
これらの生成された新しい多重音は増幅の処理を行うこ
とが必要となる。

【００３９】最終的に、本発明の装置による１つの有用
な処理動作は次の点にある。すなわち、ディジタル検出
部で測定可能なある音響学的現象の持続時間を変化させ
てこの持続時間を長くしたり短くしたりすることを可能
にした点である。例えば、スピーチの明瞭性を改善する
ために、容易に感知可能な母音の持続時間を短くしたり
音声学上の変換の持続時間を長くすることが可能にな
る。

【００４０】本発明の装置は、補聴器に対し下記のよう
な方法で実行される。すなわち、まず初めに、患者の聴
力図を入手する。次に、患者を扱う専門家が、この患者
に対しどのような特殊な処置を施すべきかを、聴力図の
関数として選定する。本発明における可能な処理動作
は、特に、次のような項目を含む。すべての信号増幅、ある特定の信号帯域の選択増幅、地の雑音を除去するための処理、増幅や、周波数乗算または周波数除算や、時間伸張ま
たは時間短縮を使用することによるスピーチの音声に特
有の処理、この場合、音声の現象、または検出された
音声の現象の一部に依存して種々の処理動作が行われ
る。

【００４１】この場合、有声音、すなわち、喉頭音や破
裂音や摩擦音等の雑音の振動、ならびに、立ち上がり周
波数および立ち下がり周波数を検出することが好まし
い。幾種類かのホルマントから構成される１つの音に対
し、基本のホルマントおよびその他のホルマントが検出
される。さらに、基本のホルマント以外の第２および第
３のホルマントに対し、立ち上がり周波数および立ち下
がり周波数を位置づけする試みを実行することも有用で
ある。これまでの説明から明らかなように、上記の音響
学的現象の各々は、聴覚の専門家により定められる要求
に応じて異なってくる。

【００４２】患者に対し必要な処置が一度定められる
と、公知のタイプの電子計算機、または、上記処理動作
のために特別に開発された電子計算機を用いて本発明の
装置が組み立てられたり特別注文により作製されたりす
る。ここで、入力手段および出力手段は、トランスジュ
ーサを用いて実現される。多数のアナログ・ディジタル
変換器およびディジタル・アナログ変換器は、商業的に
入手可能である。ディジタル信号処理手段は、好ましく
は、チップ上にまとめて実装される。このようなチップ
は、例えばＥＰＲＯＭタイプのメモリのように、各種フ
ィルタの特性を有する光学的なメモリに関連している。
これらの各種フィルタとしては、ＦＩＲ（Finite Impul
se Response)フィルタを使用することが好ましいが、他
の手法によっても実現することも可能である。

【００４３】さらに、本発明の装置は、入力手段および
出力手段に接続されたマイクロコンピュータを用いてシ
ミュレートすることも可能である。このようにすれば、
メモリまたはチップ実装の状態で本発明の装置を正式に
動作させる前に、本発明の装置の適合性をチェックする
ことができる。ここでは、本発明の装置は、補聴器に適
用した場合の特殊な観点に立って説明されている。しか
しながら、本発明の装置を他の用途に適用することも可
能である。例えば、本発明の装置は、外国語を教える場
合にひじょうに役立つ。なぜならば、外国語を習得する
人々にとって発音することが最も難しいとされる音にア
クセントをつけることができるからである。本発明の装
置を使用すれば、これらの音を増幅したり伸ばしたりす
ることによって、音の明瞭性等が改善され、かつ、外国
語の習得が容易になる。

【００４４】これまでは、ディジタル信号処理手段によ
ってすべてのディジタル信号処理が遂行される場合に関
する説明がなされてきた。しかしながら、このような信
号処理の一部は、明らかに、入力手段と出力手段との間
で、ディジタル手段に対し並列に配置されたアナログ手
段により遂行され得る。このような構成では、従来技術
において存在する信号処理動作に対し、商業的に入手可
能な構成要素を使用することも可能となる。例えば、適
切なものであれば、すべての可聴スペクトルにわたる信
号増幅が、アナログ増幅器によって容易に遂行されるで
あろう。

【００４５】今まで本発明の好ましい実施例について説
明してきたが、ここでは、ただ単に、本発明の原理を例
証したにすぎないと考えられる。したがって、本文で説
明しかつ例示したような構成にのみ本発明を限定するこ
とは望ましくないことは明白である。それどころか、発
明の範囲から逸脱しない限りにおいては、当業者により
容易になし得るような数多くの変形および変更が考えら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分析装置の一実施例を示すブロック図
である。

【図２】本発明のディジタル信号処理手段の他の実施例
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…電気機械トランスジューサ２…前置増幅器３…アナログ・ディジタル変換器４．１〜４．Ｎ…ディジタルフィルタ５．１〜５．Ｎ…ディジタル検出部６．１〜６．Ｎ…ディジタル信号処理部７…増幅器８…ディジタル・アナログ変換器９…出力手段１０…入力手段１１…信号処理手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スピーチおよび音響学的現象を分析する
ための装置において、可聴信号の代表であるアナログ信号をその出力側より供
給するための該可聴信号の入力手段（１０）と、該入力手段（１０）の出力側で得られたアナログ信号を
処理するための信号処理手段（１１）と、該信号処理手段（１１）により処理された信号を入力側
で受信するための該信号の出力手段（９）とを有し、前記信号処理手段（１１）は、少なくとも１つのアナログ・ディジタル変換器（３）
と、該アナログ・ディジタル変換器（３）の出力側から供給
されるディジタル信号を処理するためのディジタル信号
処理手段とを備え、該ディジタル信号処理手段は、１つまたは複数のディジタル検出部およびディジタル信
号処理部を備え、該ディジタル検出部は、該アナログ・ディジタル変換器
（３）の出力側から供給されるディジタル信号の中に１
つまたは幾つかの音響学的現象が存在するか否かを検出
し、かつ、該音響学的現象の存在または不存在の関数と
して前記ディジタル信号処理部の動作を制御し、該ディジタル信号処理手段は、さらに、前記ディジタル
信号処理部の出力側から供給されるディジタル信号を変
換するための少なくとも１つのディジタル・アナログ変
換器（８）を備えることを特徴とするスピーチおよび音
響学的現象分析装置。
【請求項２】前記ディジタル信号処理手段が、複数の
ディジタルフィルタを含む請求項１記載の分析装置。
【請求項３】前記ディジタル信号処理手段が、前記ア
ナログ・ディジタル変換器（３）から、または、１つも
しくは複数のディジタルフィルタから送出されるディジ
タル信号を入力側で受信するための複数のディジタル信
号処理部を備える請求項１記載の分析装置。
【請求項４】前記の１つまたは複数のディジタル検出
部が、前記の１つもしくは複数のアナログ・ディジタル
変換器（３）から、または、１つもしくは複数のディジ
タルフィルタから送出されるディジタル信号を入力側で
受信し、かつ、１つまたは幾つかの音響学的現象の存在
または不存在の検出を行う請求項１記載の分析装置。
【請求項５】前記ディジタル検出部が、前記検出がな
された音響学的現象の存在または不存在の関数として前
記ディジタル信号処理部の動作を制御する請求項４記載
の分析装置。
【請求項６】前記ディジタルフィルタが、低域フィル
タと、高域フィルタと、帯域フィルタと、立ち上がり周
波数および立ち下がり周波数変換の検出用フィルタとを
含む請求項２記載の分析装置。
【請求項７】前記ディジタル信号処理部が、前記の受
信された各種の信号に対し所定の値による周波数乗算ま
たは周波数除算を実行することにより周波数変換を行う
と共に、該受信された各種の信号の一部の増幅および消
去を行い、かつ、該受信された各種の信号の持続時間を
それぞれ変化させるように機能する請求項３記載の分析
装置。
【請求項８】前記ディジタル検出部が、前記音響学的
現象の持続時間の測定と、該音響学的現象の振幅または
周波数の測定とを行う請求項４記載の分析装置。
【請求項９】前記入力手段（１０）および前記出力手
段（９）の各々が、少なくとも１つのトランスジューサ
を含む請求項１記載の分析装置。