JPH0834652B2 - Hearing aid system - Google Patents

Hearing aid system

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JPH0834652B2
JPH0834652B2 JP8457490A JP8457490A JPH0834652B2 JP H0834652 B2 JPH0834652 B2 JP H0834652B2 JP 8457490 A JP8457490 A JP 8457490A JP 8457490 A JP8457490 A JP 8457490A JP H0834652 B2 JPH0834652 B2 JP H0834652B2
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知節 高坂
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太 浅野
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、難聴者、特に感音性難聴者に好適であって
自然な音質の音を該難聴者のダイナミックレンジ内にて
出力させる様に改良された補聴器システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is suitable for a hearing-impaired person, particularly a sensorineural hearing-impaired person, and outputs a sound of natural sound quality within the dynamic range of the hearing-impaired person. To an improved hearing aid system.

[従来の技術] 難聴には、大別して「伝音性難聴」と「感音性難聴」
の二種類がある。前者の場合、聴きとれる音圧の最小値
である「閾値」および最大値である「不快レベル」が共
に健聴者よりも上昇するので、補聴器としては単純な増
幅器で済む。しかし、後者の場合、健聴者と比較して不
快レベルはほぼ同じで閾値が上昇することが多く、しか
も、不快レベルおよび閾値の変化が周波数に依って異な
ることが多いので、補聴器が単なる増幅器であると、補
聴器の出力レベルが難聴者のダイナミックレンジ(閾値
〜不快レベル)内に収まらず、小さすぎたり大きすぎた
りするという欠点がある。
[Prior Art] Hearing loss is roughly divided into "conducting hearing loss" and "sensory hearing loss"
There are two types. In the case of the former, the "threshold" which is the minimum value of the sound pressure that can be heard and the "discomfort level" which is the maximum value are both higher than those of the hearing-impaired person, and therefore a simple amplifier is sufficient as a hearing aid. However, in the latter case, the discomfort level is almost the same as that of a normal hearing person, and the threshold value often rises. Moreover, since the discomfort level and the change in the threshold value are often different depending on the frequency, the hearing aid is a simple amplifier. In that case, there is a drawback that the output level of the hearing aid does not fall within the dynamic range (threshold to discomfort level) of the hearing impaired person and is too small or too large.

そこで、最近では、特にこの「感音性難聴」に適用す
るために、難聴者の周波数毎の閾値および不快レベルを
予め測定しておき、その測定結果を用いて出力信号のス
ペクトルが当該難聴者の閾値と不快レベルとの間(ダイ
ナミックレンジ)内に収まるように動作するタイプの補
聴器が考案されている。
Therefore, recently, in order to be applied particularly to this "sensorineural hearing loss", the threshold value and the discomfort level for each frequency of the hearing impaired person are measured in advance, and the spectrum of the output signal is used to measure the spectrum of the output signal. Hearing aids of the type have been devised that operate to fall within the dynamic range of the threshold and the discomfort level.

そのようなタイプの補聴器の1公知例(文献1参照)
は、第14図に示すように、帯域フィルタバンクによって
入力信号の周波数分析を行い、得られた帯域毎のレベル
を、難聴者の閾値および不快レベルの実測値と健聴者の
閾値および不快レベルの実測値とから帯域毎に予め算出
したラウドネス写像関数によって、帯域毎のゲインに変
換し、このゲインを帯域毎の乗算器に入力して帯域毎の
信号の振幅を制御し、最後に、これら制御された信号を
全周波数帯域に亘って加算して出力する構成となってい
る。
One known example of such a type of hearing aid (see Reference 1)
As shown in FIG. 14, frequency analysis of the input signal is performed by a band filter bank, and the obtained level of each band is calculated by comparing the actual value of the threshold and the discomfort level of the deafness with the threshold and the discomfort level of the normal hearing person. Using the loudness mapping function calculated in advance for each band from the measured value, it is converted into a gain for each band, this gain is input to the multiplier for each band to control the amplitude of the signal for each band, and finally these controls The added signals are added over the entire frequency band and output.

また、第2の公知例(文献2参照)は、第15図に示す
ように、短時間フーリエ分析により、入力信号を一定短
時間毎に区切ったブロック毎に周波数分析を行い、得ら
れた一定周波数毎のレベルを、ラウドネス写像関数によ
り、一定周波数毎のゲインに変換し、このゲインを周波
数標本化構造型フィルタ[或る幾つかの離散的周波数
(標本周波数)に対するゲインが定められたとき、その
間を滑らかに補間した周波数−ゲイン特性が得られる構
成のフィルタ]のフィルタ係数として用いる事により、
一定周波数毎に与えられているゲインを滑らかにつない
だ周波数特性フィルタを実現し、入力信号をこのフィル
タに通すことで、周波数毎の振幅制御の行われた出力を
得る構成となっている。
In the second known example (see Document 2), as shown in FIG. 15, a short-time Fourier analysis is performed to perform frequency analysis for each block obtained by dividing the input signal into constant intervals, and the obtained constant is obtained. The level for each frequency is converted into a gain for each constant frequency by a loudness mapping function, and this gain is converted to a frequency sampling structured filter [when the gain for a certain discrete frequency (sample frequency) is determined, By using it as a filter coefficient of a filter having a configuration in which a frequency-gain characteristic smoothly interpolated between them is obtained,
By implementing a frequency characteristic filter in which gains given for each constant frequency are smoothly connected, and an input signal is passed through this filter, an output subjected to amplitude control for each frequency is obtained.

文献1 J.C.Ventura “Programmable Gain Controller For H
earing Haids,“Procedings of 13th Internatinal Con
gress on Acoustics(Belgrade,1989) 文献2 林 哲也、外6名、「ディジタル方式によるマスタ補
聴器の試作について」、日本音響学会講演論文集(平成
元年3月)、2−1−7 [発明が解決しようとする課題] 前記第1の公知例においては、帯域フィルタによって
信号を周波数軸上で分割して処理するので、得られる出
力信号の周波数特性は滑らかではなく、階段状になる。
このため、音質が不自然なものとなる。
Reference 1 JCVentura “Programmable Gain Controller For H
earing Haids, “Procedings of 13th Internatinal Con
gress on Acoustics (Belgrade, 1989) Reference 2 Tetsuya Hayashi, 6 others, “On trial production of master hearing aids by digital method”, Proceedings of Acoustical Society of Japan (March 1989), 2-1-7 [Invention Problem to be Solved] In the first known example, since the signal is divided and processed on the frequency axis by the band filter, the frequency characteristic of the obtained output signal is not smooth but has a stepped shape.
Therefore, the sound quality becomes unnatural.

また前記第2の公知例においては、周波数分析を短時
間フーリエ分析により行うので、周波数分析結果は一定
時間毎に得られ、従って、周波数標本化構造型フィルタ
の係数の変化も一定時間毎に不連続的に生じ、その結
果、出力信号は一定時間毎に不連続に変化する。このた
め、出力にクリック音が生じる場合がある。
Further, in the second known example, since the frequency analysis is performed by the short-time Fourier analysis, the frequency analysis result is obtained at constant time intervals. Therefore, the change in the coefficient of the frequency sampling structured filter is not constant at constant time intervals. It occurs continuously, and as a result, the output signal changes discontinuously at regular intervals. Therefore, a click sound may occur in the output.

本発明の目的は、上述した公知技術の問題である、出
力信号の周波数特性が滑らかでないこと、出力信号が時
間的に急激に変化すること、の双方を改善して音質をよ
り自然なものとなし得る補聴器システムを提供すること
にある。
An object of the present invention is to improve both of the problems of the above-mentioned known technology, that is, the frequency characteristic of the output signal is not smooth and that the output signal changes abruptly with time, to make the sound quality more natural. It is to provide a hearing aid system that can be done.

[課題を解決するための手段] 上記目的の下に、本発明の補聴器システムは特許請求
の範囲の各請求項に記載された構成上の特徴を有する。
[Means for Solving the Problems] With the above object, the hearing aid system of the present invention has the structural features described in each of the claims.

[作用] 請求項1ないし3の各々に記載の本発明の補聴器シス
テムにおいては、周波数標本化構造型フィルタ手段は周
波数軸上で、また周波数分析手段は時間軸上で連続的滑
らかさを確保し、また周波数毎のラウドネス写像関数に
基づき上記周波数標本化構造型フィルタ手段の各ゲイン
を指定する手段は、難聴者個人のラウドネスカーブに出
力音レベルを周波数毎に適合せしめる作用をなす。
[Operation] In the hearing aid system of the present invention according to each of claims 1 to 3, the frequency sampling structure type filter means ensures a continuous smoothness on the frequency axis, and the frequency analysis means ensures a continuous smoothness on the time axis. Further, the means for designating each gain of the frequency sampling structure type filter means based on the loudness mapping function for each frequency has the function of adapting the output sound level to the loudness curve of the hearing-impaired individual for each frequency.

また請求項4記載の補聴器システムでは、時間軸上で
の連続的滑らかさは周波数標本化構造型フィルタ手段の
出力に作用する窓手段によって与えられる。
Further, in the hearing aid system according to the fourth aspect, the continuous smoothness on the time axis is provided by the window means acting on the output of the frequency sampling structure type filter means.

また、請求項5記載の補聴器システムでは、ラウドネ
ス写像関数に基づいて算出した各ブロックの標本周波数
毎のゲインをブロック間で時間的に平滑して周波数標本
化構造型フィルタ手段の各標本周波数でのゲインとして
与えることにより、時間軸上での動作の滑らかさが確保
される。
Further, in the hearing aid system according to claim 5, the gain for each sampling frequency of each block calculated based on the loudness mapping function is temporally smoothed between the blocks, and the gain is adjusted at each sampling frequency of the frequency sampling structured filter means. By giving it as a gain, smooth operation on the time axis is ensured.

[実 施 例] 第1図は本発明の補聴器システムの第1実施例を示す
全体構成図である。入力音の電気信号波形を示す入力
は、極く短いサンプリング周期で働くA/D変換器でディ
ジタル信号に変換され、周波数標本化構造型フィルタ1
を通った後、D/A変換されて出力信号となる。これが出
力音に変換されて補聴器装着者の耳に達する様になって
いる。
[Examples] FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first example of a hearing aid system of the present invention. The input showing the electric signal waveform of the input sound is converted into a digital signal by an A / D converter that operates at an extremely short sampling period, and the frequency sampling structure type filter 1
After passing through, it is D / A converted and becomes an output signal. This is converted into an output sound and reaches the ear of the wearer of the hearing aid.

周波数標本化構造型フィルタ1は、第2図に示すよう
に、N個の離散的周波数(標本周波数)におけるゲイン
g1,g2…,gNが指定されると、該標本周波数においてそれ
らの点を通り且つその間を滑らかに補間した第3図の如
き周波数−ゲイン特性を実現する様なフィルタである。
これを実現する具体的なディジタルフィルタとしての式
の1例を下記に示す。周波数標本の個数をNとする。ま
た、各周波数標本の値(各標本周波数での複素数として
のゲイン)を(k)(k=0,1,…,N−1)とする。所
望のフィルタの、z−変換で表わした伝達関数は、下式
で与えられる。
As shown in FIG. 2, the frequency sampling structured filter 1 has gains at N discrete frequencies (sample frequencies).
g 1, g 2 ..., if g N is specified, the third diagram of such a frequency and smoothly interpolate the street and between these points in the target present frequency - is a filter, such as to realize a gain characteristic.
An example of a formula as a concrete digital filter for realizing this is shown below. Let N be the number of frequency samples. The value of each frequency sample (gain as a complex number at each sample frequency) is (k) (k = 0, 1, ..., N-1). The z-transform transfer function of the desired filter is given by:

但し、 (共役複素の関係)であるとする。ここで、 と置くと、シグナルフロー図は第4図の様になる。この
様に周波数標本化構造型フィルタの特性は、振幅と位相
の双方についてコントロールでき、その制約条件は特性
に上記の如く共役複素の関係があることであるが、実際
上は位相はゼロであるとする。よって、本実施例におい
て前記標本周波数での各ゲインg1,g2,……gNに関し位相
はゼロであるとする。
However, (Conjugate complex relationship). here, Putting, the signal flow diagram becomes like Fig. 4. In this way, the characteristics of the frequency sampling structure type filter can be controlled both in terms of amplitude and phase, and the constraint is that the characteristics have a conjugate complex relationship as described above, but in reality the phase is zero. And Therefore, in this embodiment, it is assumed that the phase is zero for each gain g 1 , g 2 , ... G N at the sampling frequency.

さて、本実施例では、周波数標本化構造型フィルタ1
の各標本周波数での上記各ゲインg1,g2,…,gNは第1図
の上半に示した信号処理ルートによって指定される様に
なっている。以下これについて説明する。
Now, in the present embodiment, the frequency sampling structure type filter 1
The gains g 1 , g 2 , ..., G N at each sampling frequency are designated by the signal processing route shown in the upper half of FIG. This will be described below.

先ず、入力信号を前記A/D変換することによって得ら
れたサンプル値を用いて短時間フーリエ分析手段2によ
り、第5図の如く互いに部分的に重なる逐次の各短時間
区間(その夫々をブロックと称し、これら各々のブロッ
ク内には多数の一定個数のサンプル値が含まれている)
内のフーリエ分析を行う。この短時間フーリエ分析で
は、各ブロックにおいて、前記の周波数標本化構造型フ
ィルタ1のN個の標本周波数と同じN個の周波数成分に
ついて夫々のフーリエ係数(夫々の複素フーリエ係数の
絶対値、すなわち各周波数成分の振幅、ひいては、レベ
ルを意味する。これを本明細書では単にフーリエ係数と
称呼する)を算出する(第6図)。第nブロックで得ら
れた第i周波数成分のフーリエ係数をai (n)で表わす
(i=1,2,…,N)。これら逐次ブロックのフーリエ係数
ai (n)は、第1図のように、時間的平滑化手段3i(i=
1,2,…,N)に夫々入力される。この時間的平滑化手段3i
においては、Wai (n-1)+w′ai (n)の演算を行う。ここ
でwとw′は重み関数であって、第n−1ブロックと第
nブロックとの重なりの成分では時間と共にwは減少、
w′は増加する様に変化する。第7図はこの重み関数
(時間窓と表現してもよい)を例示した図である。これ
により、第8図に示すように、各ブロック間での時間的
変化が滑らかであるフーリエ係数aiが時間的平滑化手段
3iから時間の経過と共に連続的に出力される。
First, the short-time Fourier analysis means 2 uses the sample values obtained by A / D converting the input signal, and successively short-term intervals (each of which is blocked by the short-time Fourier analysis means 2) partially overlap each other as shown in FIG. Each of these blocks contains a large number of sample values.)
Perform Fourier analysis in. In this short-time Fourier analysis, in each block, each Fourier coefficient (absolute value of each complex Fourier coefficient, that is, each Fourier coefficient) is calculated for each of the N frequency components that are the same as the N sampling frequencies of the frequency sampling structured filter 1. The amplitude of the frequency component, and thus the level, is referred to as a Fourier coefficient in this specification) (FIG. 6). The Fourier coefficient of the i-th frequency component obtained in the n-th block is represented by a i (n) (i = 1, 2, ..., N). Fourier coefficients of these sequential blocks
a i (n) is, as shown in FIG. 1, temporal smoothing means 3 i (i =
1,2, ..., N) are input respectively. This temporal smoothing means 3 i
In, the calculation of Wa i (n-1) + w'a i (n) is performed. Here, w and w ′ are weighting functions, and w decreases with time in the overlapping component of the n−1th block and the nth block,
w'changes to increase. FIG. 7 is a diagram illustrating this weighting function (may be expressed as a time window). As a result, as shown in FIG. 8, the Fourier coefficient a i , in which the temporal change between the blocks is smooth, becomes the temporal smoothing means.
It is continuously output from 3 i as time passes.

各フーリエ係数の時間的平滑化手段3iから得られた第
i周波数成分のフーリエ係数aiは、夫々、ラウドネス写
像関数手段4i(i=1,2,…,N)に入力される。ここで、
ラウドネス写像関数について下記に説明する。
The Fourier coefficient a i of the i-th frequency component obtained from the temporal smoothing means 3 i for each Fourier coefficient is input to the loudness mapping function means 4 i (i = 1, 2, ..., N). here,
The loudness mapping function will be described below.

ラウドネスとは、心理的な(すなわち聴覚された)音
の大きさを表わす量であり、一方、音圧レベルは物理的
な音の大きさを表わす量である。健聴者と難聴者とで
は、音圧レベルとラウドネスとの対応に差があり、難聴
者では、健聴者に比べて、同じ音圧レベルの音に対する
ラウドネスは一般に低くなる(即ち、音が小さく聞こえ
る)。感音性難聴者の場合、健聴者と比較して、音圧の
不快レベルはほぼ同じだが閾値が高くなっており、或る
周波数において、両者のラウドネスカーブ(音圧レベル
に対するラウドネスのグラフ)は第9図のようになる。
この図から、難聴者にとって健聴者と同じラウドネスと
なるような、健聴者に対する音圧レベルと難聴者に対す
る音圧レベルの対応のグラフを作る事ができ、それは第
10図の実線のようになる。これがラウドネス写像関数で
ある。よって、入力音圧レベルを第10図と相似な第11図
の実線で示される入出力特性に従って変換すれば、難聴
者に健聴者と同じラウドネスカーブを与えることができ
る。そのためには、第11付から求まる第12図の実線に従
って入力レベルに応じゲインを変化させればよい。な
お、第10図,第11図中の破線で示した直線および第12図
中の破線で示した水平直線は、基準として健聴者の場合
を示したものである。難聴者のラウドネスカーブ(第9
図)は周波数に依って異なるのが一般であるから、補聴
器装着者となる難聴者について測定を予め行うことによ
り、当該難聴者に関して周波数毎に如上のラウドネス写
像関数、ひいては第11図、第12図の如き関数を作ること
ができる。
Loudness is a quantity that represents a psychological (ie, perceived) loudness of a sound, while sound pressure level is a quantity that represents a physical loudness. There is a difference in the correspondence between the sound pressure level and the loudness between a hearing-impaired person and a hearing-impaired person, and a hearing-impaired person generally has a lower loudness for a sound of the same sound-pressure level than a hearing-impaired person (that is, a sound sounds small). ). In the case of a sensorineural hearing-impaired person, the discomfort level of sound pressure is almost the same as that of a hearing-impaired person, but the threshold value is high. It looks like Figure 9.
From this figure, it is possible to make a graph of the sound pressure level for a hearing-impaired person and the sound pressure level for a hearing-impaired person so that the hearing person has the same loudness as a hearing-impaired person.
It looks like the solid line in Figure 10. This is the loudness map function. Therefore, if the input sound pressure level is converted according to the input / output characteristic shown by the solid line in FIG. 11 which is similar to that in FIG. 10, it is possible to give a hearing-impaired person the same loudness curve as a hearing-impaired person. For that purpose, the gain may be changed according to the input level according to the solid line of FIG. The straight line shown by the broken line in FIGS. 10 and 11 and the horizontal straight line shown by the broken line in FIG. 12 show the case of a normal hearing person as a reference. Loudness curve of the deaf (9th
(Fig.) Is generally different depending on the frequency.Therefore, by performing measurement in advance for a hearing-impaired person who is a hearing aid wearer, the above loudness mapping function for each frequency of the hearing-impaired person, and thus Fig. 11, 12 You can create a function like the one shown.

第1図に示した本実施例におけるラウドネス写像関数
手段4i(i=1,2,…,N)は、夫々、上記の周波数標本化
構造型フィルタ1のN個の標本周波数(これは前記の短
時間フーリエ分析で導出されるN個の周波数でもある)
の各各についての当該難聴者のラウドネス写像関数よ
り、それら各周波数に対する第12図の関数関係を演算す
るものである。この各ラウドネス写像関数手段4iは、前
記平滑化手段3iから入力されたフーリエ係数aiに応じ、
それに対応するゲインを第12図の関係から求める(上記
フーリエ係数は第12図の入力レベルに相当する)。具体
的には、例えば、第12図のグラフに相当する入力レベル
とゲインとの対応表をROMに記憶させておき、それを用
いてゲインを求めればよい。このようにして得られたN
個の標本周波数に対するN個のゲインg1,g2,…,gNが周
波数標本化構造型フィルタ1に与えられる。
The loudness mapping function means 4 i (i = 1, 2, ..., N) in the present embodiment shown in FIG. 1 respectively has N sampling frequencies of the above frequency sampling structured filter 1 (this is the above-mentioned It is also N frequencies derived by short-time Fourier analysis of
From the loudness mapping function of the hearing-impaired person for each of the above, the functional relationship of FIG. 12 for each of these frequencies is calculated. Each loudness mapping function unit 4 i, in response to the Fourier coefficients a i input from the smoothing means 3 i,
The corresponding gain is obtained from the relationship in FIG. 12 (the above Fourier coefficient corresponds to the input level in FIG. 12). Specifically, for example, a correspondence table between the input level and the gain corresponding to the graph of FIG. 12 may be stored in the ROM, and the gain may be obtained using the table. N thus obtained
N gains g 1 , g 2 , ..., G N for the sampling frequencies are given to the frequency sampling structured filter 1.

以上の様にして、第1図の実施例によれば、時間軸上
および周波数軸上の双方において連続的滑らかで且つ当
該難聴者の周波数毎のラウドネスカーブに良く適合した
補聴器システムが得られる。
As described above, according to the embodiment of FIG. 1, it is possible to obtain a hearing aid system that is continuously smooth on both the time axis and the frequency axis and that is well adapted to the loudness curve for each frequency of the hearing-impaired person.

次に本発明の補聴器システムの第2実施例を述べる。
第13図はその全体構成を示す。本実施例では、前記第1
実施例における如く、逐次ブロックに分けた短時間フー
リエ分析を行う代りに、狭帯域フィルタ51,52,…,5N
りなるフィルタバンクにより時間的に連続的に周波数分
析を行う様にしている。従って、第1実施例における如
きフーリエ係数の時間的平滑化手段31,32,…,3Nは無
い。これら帯域フィルタ51,52,…,5Nの通過中心周波数
は、周波数標本化構造型フィルタ1のN個の標本周波
数、従って、ラウドネス写像関数手段41,42,…,4Nの夫
々の周波数、と一致させてある。その他の構成・作用は
第1実施例と同様である。本実施例においても、時間軸
上および周波数軸上の双方において滑らかで且つ当該難
聴者の周波数毎にラウドネスカーブに良く適合した補聴
器システムが得られる。
Next, a second embodiment of the hearing aid system of the present invention will be described.
FIG. 13 shows the overall structure. In this embodiment, the first
Instead of performing the short-time Fourier analysis divided into successive blocks as in the embodiment, the frequency analysis is performed continuously in time by the filter bank including the narrow band filters 5 1 , 5 2 , ..., 5 N. There is. Accordingly, there is no Fourier coefficient temporal smoothing means 3 1 , 3 2 , ..., 3 N as in the first embodiment. These bandpass filter 5 1, 5 2, ..., pass center frequency of 5 N is, N pieces of sampling frequency of the sampling structure type filter 1, therefore, the loudness mapping function unit 4 1, 4 2, ..., a 4 N Matched with each frequency. Other configurations and operations are similar to those of the first embodiment. Also in this embodiment, it is possible to obtain a hearing aid system that is smooth on both the time axis and the frequency axis and that is well adapted to the loudness curve for each frequency of the hearing-impaired person.

第16図に本発明の補聴器システムの他の実施例の処理
の概要を示す。まず、短いサンプリング周期でサンプル
された入力信号を適当な長さの部分的に重なるブロック
に区切り、このブロック内信号に対して短区間フーリエ
分析を行い、ブロック内の平均スペクトル(前記第1実
施例での短時間フーリエ分析結果と同じもの)を求め
る。次に、周波数ごとにあらかじめ用意しておいたラウ
ドネス写像関数(健聴者と難聴者のラウドネスの対応関
係を示す関数)を基に、このブロックに対し周波数標本
化構造型フィルタの最適となるフィルタの特性を決定
し、各ブロックごとにフィルタ処理を行う。
FIG. 16 shows an outline of the processing of another embodiment of the hearing aid system of the present invention. First, an input signal sampled at a short sampling period is divided into blocks of appropriate length that partially overlap each other, and a short-range Fourier analysis is performed on the signals in this block to obtain the average spectrum in the block (the first embodiment described above). The same thing as the short-time Fourier analysis result in) is obtained. Next, based on the loudness mapping function (a function that indicates the correspondence between the loudness of a hearing-impaired person and a hearing-impaired person) prepared in advance for each frequency, the optimum filter of the frequency sampling structure type filter for this block is selected. The characteristics are determined, and filtering is performed for each block.

フィルタ係数は、隣接するブロックの境界で更新され
るが、この際、増幅率が変化するため、出力信号が不連
続になり、クリック音として知覚されることがある。こ
のことを防止するため、フィルタ処理を行った後、第16
図に示すように互に重なる隣接ブロック間で時間的に変
化する窓を掛け、滑らかにつながるようにしてある。
The filter coefficient is updated at the boundary between adjacent blocks. At this time, since the amplification factor changes, the output signal becomes discontinuous and may be perceived as a click sound. To prevent this, after filtering, the 16th
As shown in the figure, a time-varying window is provided between adjacent blocks that overlap each other so as to connect them smoothly.

以下に上記の第16図の実施例に基づいて試作した補聴
器システムについて開示する。前述した短時間フーリエ
分析を行う各ブロックをサンプル値が512ポイント(32m
s)、重なり合いの長さを256ポイントとしたが、用いた
音声試料ではクリックにより音質劣化はなかった。この
試作した補聴器システムの処理側および評価実験を下記
に示す。
The hearing aid system prototyped based on the embodiment shown in FIG. 16 will be disclosed below. Each block for the short-time Fourier analysis described above has a sample value of 512 points (32m
s), the length of overlap was set to 256 points, but there was no sound quality deterioration due to the click in the voice sample used. The processing side and evaluation experiment of this prototype hearing aid system are shown below.

処理例 入力信号のレベル変動の例として、同一入力信号に対
し、入力レベルを15dB変化させた場合のフィルタの特性
の変化、入力及び出力信号のスペクトルを第17図に示
す。この図から、入力信号のレベルが変動しても、フィ
ルタの周波数特性がこれに追従し、出力信号のスペクト
ルが概ね難聴者のダイナミックレンジ内に写像されるの
がわかる。
Processing example As an example of the level fluctuation of the input signal, FIG. 17 shows the change of the filter characteristics and the spectrum of the input and output signals when the input level is changed by 15 dB for the same input signal. From this figure, it can be seen that even if the level of the input signal fluctuates, the frequency characteristic of the filter follows this, and the spectrum of the output signal is mapped within the dynamic range of the hearing impaired person.

評価実験 日本語単音節(男性、100音節)を用いて明瞭試験を
行った。被験者は、健聴耳を持つ成人男子3名、難聴を
模擬するため、閾値が第17図の難聴者の閾値となるよう
なマスキングノイズを与えた。入力音声のレベルは、相
対レベルが0dB及び−15dB(第17図(a)及び(b)に
対応)の2通りとし、無響室内でヘッドホンを用いて片
耳から提示した。1音節に対する判断の繰り返しは3回
である。補聴器システムを用いない場合と、本補聴器シ
ステムを用いた場合の結果を表1に示す。これから、入
力音声の相対レベルが0dBの場合は、補聴器システムな
しの場合に比べ、本補聴器システムを用いた場合、正答
率が大きく改善されていることがわかる。入力レベルが
−15dBの場合についても、大きく改善されており、0dB
の結果と比較しても、多少正答率が低下しているもの
の、ほぼ同等の結果が得られており、本システムの入力
信号のスペクトルに追従する効果が確認された。
Evaluation experiment A clear test was conducted using Japanese monosyllabic (male, 100 syllables). The test subjects were three adult males with normal hearing ears, and in order to simulate hearing loss, masking noise was applied so that the threshold value would be the threshold value of the hearing impaired person in FIG. The input sound level was set to two kinds with relative levels of 0 dB and −15 dB (corresponding to FIGS. 17 (a) and 17 (b)), and presented from one ear using headphones in an anechoic room. The judgment for one syllable is repeated three times. Table 1 shows the results when the hearing aid system was not used and when this hearing aid system was used. From this, it can be seen that, when the relative level of the input voice is 0 dB, the correct answer rate is significantly improved when the hearing aid system is used as compared with the case where the hearing aid system is not used. Even when the input level is -15 dB, it is greatly improved to 0 dB.
Compared with the result of 1., although the correct answer rate was slightly lowered, almost the same result was obtained, and the effect of following the spectrum of the input signal of this system was confirmed.

本発明の更に他の実施例として、前記第1実施例にお
ける各ブロックの短時間フーリエ分析による周波数分析
結果を、フーリエ係数の時間的平滑化手段3iを介するこ
となく直接、ラウドネス写像関数手段4iに与え、ここで
得られた各標本周波数に対する各ゲインg1,g2,……gN
各ブロック間で時間的に平滑化する手段を介して周波数
標本化構造型フィルタ1に与える様にした実施例も可能
である。
As still another embodiment of the present invention, the frequency analysis result by the short-time Fourier analysis of each block in the first embodiment is directly applied to the loudness mapping function means 4 without passing through the Fourier coefficient temporal smoothing means 3 i. given to i, wherein each of each sample frequencies obtained gain g 1, g 2, as giving ...... g N to the frequency sampling structure type filter 1 via the means for temporally smoothed between the blocks It is also possible to have different embodiments.

[発明の効果] 本発明の補聴器システムは、個々の難聴者の周波数毎
のラウドネスカーブに良くマッチし、且つ周波数軸上で
も時間軸上でも不連続なく滑らかな動作特性を持つこと
ができるので、クリック音が生ぜず且つ自然な音質をも
たらすことができる。
[Advantages of the Invention] The hearing aid system of the present invention can match the loudness curve of each frequency of the individual hearing impaired well and can have smooth operation characteristics without discontinuity on the frequency axis or the time axis. The click sound does not occur and natural sound quality can be provided.

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

第1図は本発明の第1実施例の全体構成図、第2図〜第
4図は周波数標本化構造型フィルタの説明図およびシグ
ナルフローの例示図、第5図および第6図は同実施例に
おける短時間フーリエ分析の説明図、第7図および第8
図は同じくフーリエ係数の時間的平滑化の説明図、第9
図〜第12図はラウドネス写像関数についての説明図、第
13図は本発明の第2実施例の全体構成図、第14図および
第15図は夫々異なる公知例の構成図、第16図は本発明の
他の実施例の処理構成を示す図、第17図(a),(b)
は同実施例の実験結果を示す図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams of a frequency sampling structure type filter and a signal flow exemplification diagram, and FIGS. Explanatory drawing of the short-time Fourier analysis in an example, FIG. 7 and FIG.
The figure is also an explanatory view of temporal smoothing of Fourier coefficients,
Figures to 12 are explanatory diagrams of the loudness mapping function,
FIG. 13 is an overall configuration diagram of the second embodiment of the present invention, FIGS. 14 and 15 are configuration diagrams of different known examples, and FIG. 16 is a diagram showing a processing configuration of another embodiment of the present invention. 17 Figures (a), (b)
[Fig. 3] is a diagram showing experimental results of the same example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 哲也 宮城県仙台市青葉区川内大工町52 川内工 藤コーポ202 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Hayashi 52 Kawauchi Carpenter Town, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture 52 Kawauchi Kofuji Fuji Corp.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】幾つかの所与の標本周波数に対する夫々の
ゲインを指定されると該標本周波数において該各ゲイン
を示す各点を通り且つ前記標本周波数間のゲインを滑ら
かに補間してなる周波数−ゲイン特性を呈する周波数標
本化構造型フィルタ手段と、入力音波を表わす入力信号
を該周波数標本化構造型フィルタ手段に入力する手段
と、該周波数標本化構造型フィルタ手段を通過した出力
信号を出力音波に変換する手段と、前記入力信号の前記
各標本周波数毎のレベルを時間的に連続的に求める周波
数分析手段と、該周波数分析手段で求めた前記各標本周
波数毎のレベルに応じて装着者の該各標本周波数毎のラ
ウドネス写像関数に基づき前記周波数標本化構造型フィ
ルタ手段の前記ゲインを夫々指定する手段と、からなる
ことを特徴とする補聴器システム。
1. A frequency obtained by passing a point indicating each gain at the sampling frequency and smoothly interpolating the gain between the sampling frequencies when respective gains are specified for some given sampling frequencies. A frequency sampling structure type filter means exhibiting a gain characteristic, a means for inputting an input signal representing an input sound wave to the frequency sampling structure type filter means, and an output signal passed through the frequency sampling structure type filter means A means for converting into a sound wave, a frequency analysis means for continuously obtaining the level of the input signal for each of the sample frequencies, and a wearer according to the level for each of the sample frequencies obtained by the frequency analysis means. And means for specifying the gains of the frequency sampling structured filter means based on the loudness mapping function for each of the sampling frequencies, respectively. Vessel system.
【請求項2】前記周波数分析手段は、前記入力信号につ
いて互に部分的に重なる短時間のブロック毎にフーリエ
分析を行う短時間フーリエ分析手段と、該短時間フーリ
エ分析手段で得られた前記各ブロック中の前記各標本周
波数のフーリエ係数を該ブロック間で時間的に平滑化す
る手段とからなることを特徴とする請求項1記載の補聴
器システム。
2. The frequency analysis means includes short-time Fourier analysis means for performing a Fourier analysis for each of the short-time blocks that partially overlap each other with respect to the input signal, and each of the short-time Fourier analysis means. The hearing aid system according to claim 1, further comprising means for temporally smoothing the Fourier coefficient of each sampling frequency in a block between the blocks.
【請求項3】前記周波数分析手段は、前記入力信号を夫
夫入力され且つ前記各標本周波数を夫々通過させる複数
個の狭帯域フィルタよりなるフィルタバンクであること
を特徴とする請求項1記載の補聴器システム。
3. The frequency analysis means is a filter bank comprising a plurality of narrow band filters which respectively receive the input signal and pass the respective sampling frequencies. Hearing aid system.
【請求項4】幾つかの所与の標本周波数に対する夫々の
ゲインを指定されると該標本周波数において該各ゲイン
を示す各点を通り且つ前記標本周波数間のゲインを滑ら
かに補間してなる周波数−ゲイン特性を呈する周波数標
本化構造型フィルタ手段と、入力音波を表わす入力信号
を該周波数標本化構造型フィルタ手段に入力する手段
と、前記入力信号について互に部分的に重なる短時間の
ブロック毎にフーリエ分析を行う短時間フーリエ分析手
段と、該短時間フーリエ分析手段で得られた各ブロック
中の周波数成分のレベルに応じて該周波数成分に該当す
る周波数毎の装着者のラウドネス写像関数に基づいて前
記周波数標本化構造型フィルタ手段の前記夫々のゲイン
を指定する手段と、該周波数標本化構造型フィルタ手段
を通過した信号を前記各ブロック間で滑らか連続して出
力させる様に時間的に変化する窓手段と、該窓手段から
の出力信号を出力音波に変換する手段と、からなること
を特徴とする補聴器システム。
4. A frequency obtained by passing a point indicating each gain at the sampling frequency and smoothly interpolating the gain between the sampling frequencies when the respective gains are specified for some given sampling frequencies. -Frequency sampling structure type filter means exhibiting a gain characteristic, means for inputting an input signal representing an input sound wave to the frequency sampling structure type filter means, and short-time blocks that partially overlap each other for the input signal Based on the loudness mapping function of the wearer for each frequency corresponding to the frequency component according to the level of the frequency component in each block obtained by the short-time Fourier analysis unit Means for designating the respective gains of the frequency sampling structure type filter means, and a signal passed through the frequency sampling structure type filter means. A window means for time varying as smoothly continuously be output between the blocks, the hearing aid system comprising: means for converting an output signal from the window unit to the output waves, in that it consists of.
【請求項5】幾つかの所与の標本周波数に対する夫々の
ゲインを指定されると該標本周波数において該各ゲイン
を示す各点を通り且つ前記標本周波数間のゲインを滑ら
かに補間してなる周波数−ゲイン特性を呈する周波数標
本化構造型フィルタ手段と、入力音波を表わす入力信号
を該周波数標本化構造型フィルタ手段に入力する手段
と、該周波数標本化構造型フィルタ手段を通過した出力
信号を出力音波に変換する手段と、前記入力信号につい
て互に部分的に重なる短時間のブロック毎にフーリエ分
析を行う短時間フーリエ分析手段と、該短時間フーリエ
分析手段で得られた各ブロック中の周波数成分のレベル
に応じて該周波数成分に該当する周波数毎の装着者のラ
ウドネス写像関数に基づいて前記周波数標本化構造型フ
ィルタ手段に与えるべき前記各ブロックにおける前記各
標本周波数毎の各ゲインを算出する手段と、該手段で算
出された該各ゲインを前記ブロック間で時間的に平滑化
した上で前記周波数標本化構造型フィルタ手段に与える
手段と、からなることを特徴とする補聴器システム。
5. A frequency formed by passing a point indicating each gain at the sampling frequency and smoothly interpolating the gain between the sampling frequencies when respective gains are specified for some given sampling frequencies. A frequency sampling structure type filter means exhibiting a gain characteristic, a means for inputting an input signal representing an input sound wave to the frequency sampling structure type filter means, and an output signal passed through the frequency sampling structure type filter means Means for converting to sound waves, short-time Fourier analysis means for performing Fourier analysis for each short-time block that partially overlaps the input signal, and frequency components in each block obtained by the short-time Fourier analysis means To the frequency sampling structure type filter means based on the loudness mapping function of the wearer for each frequency corresponding to the frequency component according to the level of Means for calculating each gain for each sampling frequency in each block, and the gains calculated by the means are smoothed temporally between the blocks, and then the frequency sampling structure type filter means is provided. A hearing aid system comprising: means for giving.
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