JPS5829300A - 音声プロセツサにおける改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子的に聴覚神経を刺激して聴覚類似的知覚
を生じさせるような、体内に埋め込まれた聴覚人工補綴
器と共に使用するに適した型の信号処理系に関する。

言語による通信のために聴覚人工補綴器を蝋適に利用す
るためには音声信号を或刺激パターンに符号化するよう
な信号プロセッサが必要でるる。

従来のこのような信号プロセッサは下記の２つの一般的
部類に属している。

（１）　　聴覚の所謂位置−ピッチ環１１７１　（ｐｌ
ａｃｏ−ｐｉｔｃｈｔｈ＠ｏｒｙ丁〜に従って正常聴覚
の人の場合に刺激されるでろろう部分に位置する電極を
刺激するもの。刺激は基底膜のその部分の振動数に相当
するレートで生ずる。

伐）堝牛の１個所以−ヒの位置において刺激をもたらす
が、但し全電極に共通の刺激でしかも音声信号の声門パ
ルスレートに等しいか又はこれに比例するレートで刺激
をもたらすもの。

上記（１）の部類に属する音声プロセッサは音声信号の
フォルマント情報を提供するが、これらは韻律学的情報
は提供しない。しかもその音声スペクトル的エネルギー
が広範囲のピークに分布されているため、誤認的知覚が
患者に聞こえることもめ）得る。上記（２）の部類に属
する音声プロセッサは読唇術を補助するに重要な韻律学
的情報を提供するけれども、これは必要なフォルマント
周波数の情報を提供しない。

Ｐ　ＣＴ　／　Ａｕ　８０　／　０００１６の出願の主
題の発明はフォルマント情報及び韻律学的情報の両者が
共に存在してそれにより誤認的知覚の形成を避けるよう
な出力信号を有する音声プロセッサを提供することによ
り前述のような欠点を克服しようとするものであった。

このＰＣＴ／ムｕ　８０　／　０００１６の音声プロセ
ッサは特にオーストラリア特許出願Ａｕ　−Ａ　４１０
６１　／　７８号及びムＵ−ム４６５６３　／　７９号
に夫々記述されている体内埋設可能聴覚人工補綴器並び
に関連する刺激用電極１列と共に用しるに適したもので
める。

この聴覚人工補綴器は、７、オルマント情報及び韻律学
的情報の両者を共に含んでそれにより誤認的知覚の形成
が回避されるような出力信号を有する電極プロセッサを
包含している。

この発明に従う音声プロセッサは特にオーストラリア特
許出願ムｕ　−Ａ　４１０６１　／７８　号及びＡｕ−
Ａ４６５６３　／　７９号に夫々記述されている体内埋
設可能な聴覚人工補綴器並びに関連する刺激用電極列と
共に用φるに適したものである。

上に挙けた先出願の明細書中に記述されているように、
本発明に従う聴覚人工補綴器は堝牛の鼓室階の部分の中
に埋め込まれている一連の配列電極を含み、それによっ
て種々の強度レベル及び刺激周波数の電流を適用するこ
とによって聴覚神経繊維の刺激をも九らすようになって
いる。精神物理学的な試験が各電極の鋭敏度の順位を決
定するために用いられ、そして音声プロセッサ内のプロ
グラミング可能な手段が少なくとも１つ以上の、如何な
る特定の時間間隔内における音声信号をも本質的に我わ
す時間変数のパラメータの特性に依存して特定の選択的
１を他の刺激を生じさせるようにプログラムされている
。

上記Ｐ　ＣＴ　／　Ａｕ　／　８０　／　０００１６号
出願の音声プロセッサは本質的に、体内に埋め込まれた
配列電極が備えられていてこれらのＫｍのうちの選ばれ
圧電極に電流を適用することによって患者の聴覚神経繊
維が刺激されるようになっている聴覚人工補綴器をコン
トロールするためのデータ信号へ音声信号を変換する信
号処理系よシなシ、そしてこの処ｉｌ系は、受は取った
音声信号に対応する人力信号を発生させる手段と、上記
音声信号の基本的音声成分の振幅及び周波数を評価する
手段と、上記音声信号の第２７オルマント成分の振幅及
び周波数を評価する手段と、上記音声信号が有声のもの
か無声のものかを決定する手段と、使用に際しの適用を
もたらすような指令データを作り出すためのプログラミ
ング可能な手段でおって、患者の精神物理学的テストに
基づいて、各電極と上記第２７オルマント周波数の或選
ばれた範囲との間の予め定められた関係を決めるデータ
（第２凶参照）を用いてプログラミングされておシ、且
つ上記評価された第２７オルマント成分周波数に基づい
て、患者内に作り出される聴覚類似的な感じのＩｇＴ−
の知覚を生じさせるような上記電極の選択をもたらす上
記、プログラミング可能な手段と、及び’ＩＦ音声信号
に対して上記評価された基本背戸成分の胸波数に依存す
る周波数で、また無Ｐ音声＠号に対しては実質的に一定
の低い周波数で上記選ばれた電極の刺激を生じさせる手
段とｔ−ｉ−しており、その際上記プログラミング可能
な手段は更に、上記音声信号の上記評価された第２フオ
ルマント成分の振幅と及び患者体内に塘め込ｔハた各Ｘ
極の感度に関する予め定められ之データとに依存する各
選ばれた電極の刺激レベルを決定するデータが作シ出さ
れるようにプログラミングされているものである。

上記Ｐ　ＣＴ　／　Ａｕ　８Ｇ　／　０００１６号のプ
ロセッサは、音声信号の第２７オルマント成分及び基本
的な音声成分の振幅及び周波数を、患者体内でその聴覚
神経の刺激を生じさせて聴覚類似の知覚が作）出される
ように聴覚人工補綴器によって利用するためにその音声
信号を本質的に定義するのに成功裏に用いることができ
るということの発見に基づくものである。この目的を達
成するために、その評価された第２７オルマント周波数
を地形図状に描き、それによってこの第２７オルマント
周波数の通常経験される範囲の選ばれた部分をその配列
電極のうちの個々の電極と関連させるようにする。

この地形図状描写（以下マツピングと呼ぶ）は好ましく
はこの第２７オル脅ント周波数の高い方の水準のものが
より高い感度順位を有する電極と関連させられるように
し、そしてこのようにした場合にその配列された電極列
の中のこれらの電極が上記第２７オルマント周波数を評
価した時にそのマツピングに応じて刺激のために選ばれ
るようになる。電極の選び出しはそれぞれの患者毎に上
述した第２７オルマ／ト周波数／感度のマツピングに従
ってそのプログラミング可能な手段をプログラムするこ
とによって達成される。各電極の刺激の水準、また従っ
て対応する聴覚的知覚の大きさは第２７オルマ／ト成分
の評価された振幅によって決定される。

電流が堝牛の内部で拡散するので神経繊維の異なった群
に対して独立の刺激を与える電極の数は厳密に制限され
る。従ってこれらの電極を刺激するのに用いることがで
きる周波数範囲の数は比較的少ない。従って広い範囲の
音声信号を知覚する患者の能力は、そのプロセッサがあ
る１つの音声フォルマントの音声信号を分割してその受
取った音声を鴫唖患者に認識できる形にするのｔ−確実
にするために充分な数の周波数帯域に分けるには制限が
あることによって限定される。

本発明の目的は脳に対して個別の刺激に転換することが
出来る周波数帯域の数を増大させる手段を提供すること
である。

この目的のために本発明は前記ＰＯＴ／Ａｕ８０／　０
００１６号の出願の音声プロセッサにおいてそのプログ
ラミング可能な手段が、受は取られたいずれの信号に対
しても１つ以上の電極に電流の適用を生じさせるような
指令データを作り出すことができるような改曳を提供す
る。この受Ｍ＊られた信号は単一パルスであってもよく
あるいはまた多数のパルス区間よりなるパルス列であっ
てもよく、ソシテこれらのパルス又はパルス区間のそれ
ぞれが本発明に従って２つの部分に分割され、そしてそ
の一方が遅延されるのでおる。しかしながら実験によれ
ば、もし２つの電極が同じノ（ルスレートを有するイン
ターリーブされたパルス列によって刺激され、但しその
際一方のパルス列がその）（ルスの周期までの範囲でも
う一方よりも遅延されている場合には、いずれかの電極
を単独で刺激することによって作り出された各知覚の間
の中間の感覚を引き出すことができる。この作り出され
九感覚は２つのパルス列の間の遅延時間及びそれらの振
幅に依存する。

本発明によれば、このインターリーブパルス列の技術が
単一電極の刺激に加えて、脳に対する個別の刺激として
存在できる周波数帯域の数を増大させる手段を提供する
ために用いられている。従って本発明によれば患者が音
声を理解する能力ｉ従来技術のものに較べて大きく増大
される。

プログラミング可能な手段をプログラミングすることに
よって（マイクロプロセッサ）個別の電極を刺激するた
めの２つの手段を、そのプログラミング可能な手段から
の音声フォルマントのめる一つについての出力信号が２
つの電極によって一緒に分担されるように賦活すること
ができる。

本発明の重要な様相の１つは２つの電極の同時的賦活が
それら２つの電流の相互作用のために知覚を曇らせる順
向がろるということである。即ちプログラミング可能な
手段が受は堰られた１つの信号に応答して１つの電極を
予め定められた大きさで刺激し、そして次に０．２乃至
５ミリ秒以内の後に第ｉの電極を第２の予め定められた
大きさで刺激する。各電極の刺激の大きさと継続時間と
を″変化することによって比較的多数の認識可能な電極
刺激を得ることができ、そしてこのことはある１つの音
声フォルマントの中で多数の個別に別れた周波数帯域が
その聾唖患者によって利用されることができ、そしてよ
如大きな度合の認識可能なデータが得られるということ
を意味する。

前記Ｐ　ＣＴ　／　Ａｕ　８０　／　０００１６号のプ
ロセッサにおけると同様にその第２７オルマント周波数
は周波数帯域のある選ばれた区間がそれぞれの電極にお
いて同−又は異なった大きさの２つの電極の順次的制激
のめる特定の組合せに対応するようにマツピングされる
。一方の電極の刺激の大きさを変えることによって異な
つ九周波数帯域区間を表わすことができる。１つの電極
の刺激の大きさを変えると、同じ総括的大きさを゛保持
する丸めにもう一方の電極の刺激の大きさも変化させな
い限りは聴覚の大きさの変化がもたらされる。この遅延
の変化はまた周波数帯域区間を区別するのにも利用する
ことができる。

電極刺激の間の遅延がそのプログラミング可能な手段か
らの出力信号の周期よシも小さくなければならないこと
に注意しなければならない。高い周波数の帯域区間と共
に電極刺激の間のより短い遅延が要求される。すべでの
周波数帯域区間に゛ついて好ましい遅延時間は０．５ミ
リ秒である。

本発明のもう１つの様相は堝牛内に埋め込まれた１対の
電極の電気的刺激によって作シ出された知覚が２つのフ
ォルマント成分を持つことができるという発見に基うく
ものである。２つの１極の配置に対応する２つの物理的
シメンジョンがその２つの知覚シメンジョンと関連させ
られた。これ゛は音響学的表象における２つの音声フォ
ルマント周波数とその得られた知覚の２つのシメンジョ
ンとの間の相関性に対するアナロジ−として理解するこ
とができる。３個又はそれ以上の電極の組合せに加えら
れた幾つかの組の刺激が３つ又はそれ以上の音声フォル
マント−よりなる音響学的信号によって作シ出される知
覚対象に似た類似知覚を作シ出すのに利用することがで
きるであろうと考えられる。

従って２つの音声フォルマントの周波数の関係をマツピ
ングすることができ、そして２つの電極の電気的な刺激
を用いる神経物理学的テストによって上記２つの音声フ
ォルマン゛トの貴書学的表象の或類似知覚（ｐ＠ｒｃｅ
ｐｔ　ａｎａｌｏｇｕ＠）　　を作シ出す電極刺激のた
めの対応する２つの値を確立することができる。これ社
音声プロセッサを、受は取つ九音響学的音声信号に関し
て、１対の電極に一連のパルスを生じさせて上紀音書学
的信号に似た類似知覚を作シ出すようにプログラムする
ことを可能にする。

この目的の丸めに本発明は前記Ｐ　ＣＴ　／　Ａｕ　８
０／　０００１６号・の音声プロセッサーを改良して、
ある受は取られた音声信号に対応する入力信号を発生さ
せる手段が複数のフォルマント成分を有する信号を発生
し、そしてフォルマント成分のいくつかの対の各振幅と
周波数とを評価するための手段が設けられておし、そし
てそのプログラミング可能な手段が受は取られたどの１
つの信号に対してもいくつかの対の電極に電流の印加を
もたらすための指令データを作り出すことが可能である
ようにすることを提供する。

幾つかの対の電極に加えられる電流はこれらの電極に同
時的に加えることができ、めるいはまた人力信号（単一
のパルスであってもま九はパルス列であってもよｉ）自
身の間の平均遅延時間に較べて小さな時間間隔で別々に
加えられてもよい。

この遅延時間は０．２乃至５ミリ秒のオーダーであるこ
とができる。このようにして２つの電極をその患者の脳
内に１対のフォルマント成分を含む音声信号に似た類似
知覚（ｐｅｒｃ＠ｐｔ　ａｎａｌｏｇｕｅ　）　　を作
シ出すような電流で刺激することによって、よシ複雑な
知覚をシミュレートすることができる。

例えば第２及び第３音声フオルマントよ抄なる音声信号
に似た類似知覚を決定するための精神物理学的試験によ
ってその音声プロセッサ中のコンピュータを任意の入力
信号を受は取った時にその類似知覚を作ヤ出すように任
意にプログラムすることができる。基本的には、前記Ａ
ｕ　８０　／　０００１６号のプロセッサを、少なくと
も１つ以上の追加的なディジタル語入力を受は入れる友
めの手段及びある受は取られ良信号から２つの電極を刺
激するための手段を付は加えることによって修飾したも
ので６る。

言語においては幾つかの音は無声音であってこれらは声
門の振動によって作り出されるものではなくて単に空気
の運動によるものである。従って患者内に真に迫つ九聴
覚類似の感じの必要な知覚を作シ出すために、その音声
プロセッサはどんなときでもその音声信号が有声のもの
であるか又は無声のものであるかを決定するための手段
を含むことができる。この理由のために音声プロセッサ
はその音声信号が有声のものであるか又は無声の４ので
あるかを検出し、且つそのプログラミング可能な手段を
してその選ばれた電極に有声の音声成分に対してその音
声信号の基本的な音声成分の評価された周波数と関連す
るパルスレートで刺激を生・じさせるためのデータを送
り出すようにする手段が設けられていてもよφ。無声の
音声成分が検出された場合には、その選ばれた幾つかの
電極がその無声音に類似したラフな前書知覚をもたらす
低い一定のノくルスレートで刺激される。

音声信号の有声音かまたは無声音であるかの検出はその
プログラミング可能な手段を第２７オルマント周波数の
その時々の値と基本的音響成分の振＋１ｇとを比較する
ようにプログラムすることによって達成することができ
る。

多るいはまたこの決定は、低周波信号のエネルギーを同
時的な高周波信号のエネルギーと比較することによって
行なうことも可能でらる。

無声信号の知覚が患者によって学習されることも可能で
あるということが発見されている。本発明者は、ある信
号が有声のものであるかまたは無声のものであるかｔｌ
−極比するための手段を省いた場合にＭ声信号は認識可
能な信号を作り出し、一方無声信号は患者によって無声
の信号であることを容易に区別することができ゛るよう
なランダム信号を作シ出すということを見出した。こめ
発見によって従来の音声プロセッサの成分の構成部分の
１つを省略することができ、そしてそれにより、空間と
費用とを節約することが可能になった。

本発明の更にもう１つの態様はめる音声信号に応答して
関連する追加的なデータを脳に供給するための手段に関
する。鍋牛内に埋設することができる電極の数は限定さ
れる。２個の電極に電流を供給することによって、脳が
識別することができるようなよ如多くの種類の信号を得
ることが可能である。２つの音声フォルマントを含むノ
くルスが受は取られた場合に、これら２つの７オルマン
トに似九類似知覚を与えるような電流値で２個の電極を
刺激するどとができる。上述したようにそれら２つの電
極の電流の間に間隔を与えることが可能である。

本発明者は、この間隔自身が脳によって知覚されること
ができ、従って更にもう一つの音声７オルマント成分に
関する情報を提供できるということを見出した。例えば
、若しその選ばれたいくつかの電極の各ポジションが第
２及び第３音声フオルマントに類似した類似知覚を与え
るならば、どの対の電極もこれに加えられる電流印加の
間の間隔は第１音声フォルマントＦ、の類似知覚に和尚
するであろう。よシ高い音声フォルマントの周波数帯域
は一般に患者が或時間間隔を検出するのを可能とするた
めには高沸ぎるので、この形式の表ｊ！　（ｐｒ＊ｓ＊
ｎｔｍｔ１ｏｎ　）　　は好ましぐは第１７オルマント
Ｆ１に限定される。

加えて、各パルス自身の間の基本的間隔も声門のパルス
レートへの類似を与えるようにパターン化可能である（
基本音声７オルマン）Ｆｏ）。従って各電極に対するパ
ルスの振幅及び各電極上のパルス間間隔並びに刺激され
る各電極間での間隔は音声類似の情報を含むことができ
る。

本発明の好ましい具体例の一つは添付の第１図に示す如
くである。

この図を参照して、ブロック線図形式で示した単純な硬
結線された音声プロセッサは蛾少のハードウェアと電力
消費とで、２つの電極を或予め定められた時間間隔だけ
隔て＼その基本音声成分の周波数（声門パルス周波数Ｆ
ｏ　）に比例するレートで刺激することによシ表わされ
るその音声信号の第２７オルマントの周波数と振幅とだ
けの表示に基づく音声処理戦略を実行するように設計さ
れている。

図示の系は音声信号を受は取るためのマクロホン２０及
び出力ピーク信号水準を人力信号振幅の広−範囲にわた
っては譬一定に維持する前置増幅器／自動利得制御回路
２１を含んでいる。第２７オルマント周波数Ｆ、はこの
回路２１の出力から高域フィルタ２２、零交差検出装置
２３、周波数から電圧への変換器２゛４、及びＦｔに比
例する電圧ＶＦｔを作り出してその以降はこの電圧がデ
ィジタル変換器２６へのアナログによって５ビツトのデ
ィジタル形に変換されるようなヒステリシス回路２５に
よって評価される。高域フィルタ２２は１５００　ｕｇ
　　カットオフ及びＱ＝２を有する２極高域フイルタで
ある。このフィルタは第１及び第３７オルマントによる
Ｆｅ　への望ましくない貢献が上記零交差カウンタ及び
１Ｍ８回路によって無視（ｉｇｎｏｒ・）　され得ると
言うことを有効に保証する。これはＦ、がその他の成分
による如何なる貢献をも凌駕することを確実にする。第
２７オルマントの振幅Ａ、はフィルタ２２の出力から整
流器２Ｔ及び３５　Ｈｚ　　低域フィルタ２８によって
取り出される。

得られた信号はディジタルに換！６２９へのアナログに
よって５ピツトのディジタル１１Ｉ号にＲ換される。

音声信号の基本音声成分の周波数Ｆ０は回路２１から整
流器３０及び２７０　Ｈ！ｌ　　低域フィルタ３１によ
って取り出されるが、これらは−緒になって外囲検出器
（＊ｎｖｖｌｏｐ＠ｄ＠ｔｓｃｔｏｒ　）　３１　’ｉ
ｔ構成している。この外囲器の脈動（ｕｎｄｕｌａｔｉ
ｏｎ　）　　はキャパシター３２によってその直流分と
分離され、そしてこの外囲器の零交差（ｚ＠ｒｏ　ｃｒ
ｏｓｓｉｎｇｓ　）は回路３３によって検出され、それ
に続いてこの零交差の周期は周期より電圧への変換器３
４によって電圧Ｖ。Ｋ変換される。

音声信号が有声か無声かを決めるために、整流器３０か
らの信号の振幅を３５Ｈ！　低域振幅フイルタ２５によ
ね測定し、それに続いてこれは減衰器３６を経て比較器
３Ｔの一つの人力に送シ込まれる。上述し友ように、或
音声はその高い周波数部のエネルギーが低い周波数部の
エネルギーに比べて高いときは特性的に無声である。従
って減衰器３６をＷＪ４Ｊｌｆｆすることによって比較
器３Ｔは有声信号に対して＾い出力を、また無声信号に
対して低い出力を発するようにすることができる。

比較器３７の出力が高くなると、これはセレクタスイッ
チ３８を作動させ工声門パルスレート取出し路から電圧
Ｖ、を通過させ、そして比較器３Ｔの出力が低くなると
低い定電圧ｖｕｖを通過させて体内埋設電極の低いパル
スレートでの刺激を起させ１それにより患者に歯擦音に
似た知覚を生じさせる。

電圧制御式発振器３９がセレクタスイッチ３８からの出
力を刺激レー）Ｐａ’に相幽する周波数に変換する。

７ｇ２７．ｔｋマントの振幅と周波数（ムｌ＊’ｔ）と
に対応する数値的な振幅及び周波数のデータが１６にの
プログラミング可能且つ消去可能読取専用メモ！Ｊ　（
ｌＰＲＯＭ　）　４０に与えられる。この装置は１１ビ
ツトの人力を受は取って或電極番号とその刺激水準とに
対応する２個の４ビツトｍを提供する。これはまた−塩
セレクタ４１によって第１又はｌＸ２出力に関連する１
１ビツトの人力を受は取）、そしてこの情報はＲＯＭ４
０のメモリの別々な部分に保持される。この単純なセレ
クション論理回路が多チヤンネル刺激を提供するための
必須の部分である。ＰＣＴ／ムｕ　８０１０００１６　
　号の場合と同様に、この先願ＦＡ細寄書第２．第及び
第４図に含まれた情報が上記ｌＰＲＯＭ　４０中にプロ
グラムされており、それによって上記２つの４ビツト語
はその選ばれる電極を指定し且つこれら電極の刺激の所
望の水準を指示する。ｓ２音声フォルマント周波数を表
わす２つの電極を用いることによって、その一方の電極
のみが刺激されたときに検出することのできるものに該
当するものが検出される。このようにして患者はよル多
数の第２音声フォルマント周波数を知覚するように教育
するととができ、ま九従らて全体的音声知覚を改善する
ことができる。

このプロセッサによって行なわれる液絡操作はその情報
を体内埋設された人工補綴器に伝達するための順序デー
タに符号化することである。これを行なうには、７ビツ
ト語のブランクを後続させた同期化信号をその刺激され
るべき電極に適した饋が到達するまで伝送し、次いで更
に別のブランク語を１６！Ｉｉが伝送されてしまうまで
伝送する必要がある。第２の同期化ビットを、その埋め
込まれた人工補綴器によって刺激が開始されるように送
）込む。

４ビツトのディジタル比較器４１が所望の電極番号ｔｎ
ｏｄ　−１６カウンタ４２の出力と比較するために用い
られる。このカウンタ４２はリセットされ、そして基準
化された１声門パルス１Ｆ・′が受は取られたときに開
始される。カウンタ４２は刻時回路４Ｓからの７個のク
ロックパルスの群を正しい語が到達するまで計数する。

並列負荷シフトレジスタ４３及び４５はその出発時にそ
の刺激水準で負荷され、次いで使用可能になり、そして
それらのデータを、並列負荷シフトレジスタ４５からの
データがシフトレジスタ４３からのそれよ）もα５■　
だけ後になるようにして順次送如出す。このシフトレジ
スタ４ｓからの出力の遅延はその刺激レベルと共に予め
プログラムされている。

シフトレジスタ４３及び４５の各出力はＯＲゲグー（４
Ｂ）中で結合されて次に回路４４に送り出される。この
データストリームは回路４４によって加えられた同期化
ビットを含み、そしてその出力を次の基準化された１声
門パルス１が到達するまでリセットモードに保持する。

クロックツくルス及び順次データ信号は前に述べた共出
願中の明細書中で詳細に説明されているパワーアンドデ
ートコイル装置を経て埋設人工補綴器へ伝達される丸め
にいくつかの増幅器及び変調器に送られる。

第２図は第１図に示したプロセッサの変形例を示す。こ
の例では知覚され得る第２膏声７オルマント周波数の範
囲を増大させるために２つの電極の刺激を利用する代シ
に第１音声フオルマン）Ｆｌの類似信号に対応する情報
が第２７オルマントと共に何対かの電極に与えられて−
る。

この変形例は利得制御回路２１の後にスイッチ６２、零
交差カウンタ６３、周波数電圧変換器６４、及び１ｓｌ
音声７オルマントＦ、に比例する電圧ＶＦｌを作如出す
ヒステリシス回路６ｓを含んでいる。スイッチ６６は電
圧ＶＦ、がディジタル変換器２６へのアナログによって
５ビツトのディジタル形に変換されるのを可能にする。

スイッチ６２が作動すると第１７オルマント９振幅ＡＩ
が整流器２１及び低域フィルタ２８によって取如出され
る。

このようにしてＦｌ及びＦ、の両類似信号を作り出して
いくつかの電極対に送り込むことができる。

第４図は第１又は第２７オルマントの周波数Ｆを聴覚人
工補綴器中の種々の電極と関連させ九マツピング図であ
る。Ｆ、とＦ、とに対する両類似知覚を許容するために
２つの電極が刺激されている場合は、下記式 ％式％ が成立する必要があシ、ま九Ｆ、＝Ｆ、のとき練Ｆ、と
Ｆ、との区別は全く達成できない。

第３図には本発明の爽に別な態様が硬結−音声プロセッ
サとして示されている。構成単位２０乃至２８は第１図
によって記述したものと同じである。

この具体例においては更に追加的な―くつかのフォルマ
ント周波数が解析されてより包括的な類似信号を提供す
る。またこの具体例は第２図に示した例における第１７
オルマント類似信号の作り出しの方式と別の方式を示し
ている。

第１７オルマントの振幅Ａ、が！ｅ流器５０と低域フィ
ルタ５１とによってフィルタ４９の出力から取り出され
る。加算器５４が減糞器５２及び５３の両出力を加算し
て振幅Ａｉ及びＡ、の適尚な混合を提供し、それによシ
最も自然に聞こえる音声知覚を作り出す。得られた信号
はアナログ−ディジタル変換器２９によって５ビツトの
ディジタル信号に変換される。

音声信号の基本的音声成分の周波数Ｆ０は整流器３０及
び２７０　Ｈｚ　低域フィルタ（これらは−緒になって
外囲検出器を構成している）によって回路２１から取シ
出される。この外囲の波動はキャパシタ３２によってそ
の直流分から分離され、そしてこの外囲の零交差は回路
３３によって検出され−これに続いてこの零交差の周波
数は周波数−電圧変換器３４によって電圧ｖ０に変換さ
れる。

次いでこの電圧ｖ０は電圧−周波数変換器３９によって
周波数ｒｏ”（基準化され九声門パルス）に変換される
。

上記混合された振幅（Ａ）及び第２７オルマント周波数
Ｆ！は１６にのプログラミング可能且つ消去可能読取シ
専用メそす（ｇｐＲｏｕ　）　４　Ｇに供給される。こ
の装置は１０ピツト入力を受は取って電極番号及びその
刺激レベルに対応する２つの４ビツト語を提供する。こ
れはまた論理セレクタ４Ｔを通じて第１又は第２の出力
ワードに関する第１１番目の入力ビツトをも受は取プ、
そしてこの情報は第１図に示し九具体例の場合と同様に
ＲＯＭ４０のメモリの別個の部分中に保持される。

１ｉ１１７オルマン）Ｆｔについてめ′周波数情報を取
り出すためには＋１　’ｉ　１０００　Ｈｚ　　にセッ
トされた低域フィルタ４ｓを用い、そしてこれには零交
差検出器５５、電圧−周波数変換器５６、ヒステレシス
平滑回路５１及びアナログ−ディジタル変換器５８が後
続してお）、これは第２７オルマントを取出すときと同
様で６抄、たソ基本的に液切のフィルターの特性のみが
異なっている。

第１７オルマン）Ｆｔを与える手段は各パルス対間の遅
延の形である。この遅延は、精神物理学的テストによっ
て決定された自然の響きの音声に適したデジタル量の形
で遅延を作シ出すようにプログラムされている電気的に
プログラミング可能なＲＯＭ　（ｌＰＲＯＭ　）　５９
　を介してＦ、データカラ導き出される。

このプロセッサの残余の機能は第１図を参照して記述し
た具体例のものと同じである。

以上の説明よシ、本発明は２成分音声信号のみに対する
知覚の提供に限定されることなく、３つ又はそれ以上の
７オルマント成分を有する音声信号の類似知覚を提供す
ることができると言うことがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図は本発明に従う音声プロセッサの異なる
具体例をブロック線図で示す。第４図は本発明に従うプ
ロセッサに用−るプログラミング可能手段のプログラミ
ングのための精神物理学的テストの結果を例示する。 ２０・・・・・マイクロホン ２１・・・・・前置増幅器／自動利得制御回路２２・・
・・・高域フィルタ ｚｓ、ｓｓ・・・・・零交差検出器 ２４．３４．８４・・・・・周波数−電圧変換器２５、
Ｈ−・・・・ヒステリシス回路 １６、２１１．５＠・・・・・アナログ−ディジタル変
換器 ２７．３０．Ｓｏ・・・・・整流器 ２１．３１，４＠、５１・・・・・低域フィルタ３２・
・・・・キャパシタ ＠＠、５２．５３・・・・・減衰器 ３７．４１・・・・・比較器 ３ｇ、６２．６６・・・・・スイッチ ａｓ、ｓｓ・・・・・電圧−周波数変換器４０．５８・
・・・・プログ２１ング可能且つ消去町１１［取シ専用
メモリ ４２・・・・・カウンタ ４３．４５・・・・・シフトレジズタ ４７・・・・・論理セレクタ 代理人三宅正夫 他１名 ＥＬＥＣＴ灯市ε 第１頁の続き 優先権主張　＠１９８１年６月３０日■オーストラリア
（ＡＵ）■９５０９／８１ ０発　明　者　グリーム・エム・クラークオーストラリ
ア国ビクトリア・ イースト・メルボルン・ギスポ ーン・ストリート３２番地 特許庁長官　島田春樹　殿 １、事件の表示 昭和５６年゛特　許’第１９８７４０　号２、発明の名
称　　音声プロセッサにおける改良３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１）願書の特許出願人の代表者の欄を別紙の通り補充
する。 （２）明細書を・別紙の通りタイプ浄書したものに補正
する。（内容についての補正はない。）（３）委任状及
びその訳文を別紙の通り補充する。 （５）代表格を証明する書面及びその訳文を別紙の通り
補充する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）体内に埋め込まれた配列電極Ａ１備えら些ていて
   これらの電極のうちの選ばれた電極５電流を、適用する
   ことによって患者の聴覚神経、繊維が刺激されるように
   なっている聴覚人工、補綴器をコントロールする丸めの
   データ信号へ音声信号を変換する信号処理系において、
   この処理系が、受は取った音声信号に対応する入力信号
   を発生させる手段と、上記音声信号の基本的音声成分の
   振幅及び周波数を評価する手段と、上記音声信号中の少
   なくとも一つ以上のフォルマン、トの振幅及び周波数を
   評価する手段と、及び使用に際して上記配列電極のうち
   の選ばれ九電極群にこの群の中の各電極間で遅延させて
   、又は遅延な指令データを作り出す友めのプログラミン
   グ可能な手段とを有しておシ、その際上記プログラミン
   グ可能な手段は、患者の精神物壇学的テストに基づいて
   、各、電極群と少なくとも一つ以上のフォルマント周波
   数の選ばれた領域層の間の、予め定められた関係を、決
   めるデータ及び更にもう一つの７オルマント周波数と上
   記ｑ！ｒ１！他群申の夫々の電極の刺激の間の遅延との
   予め定められた関係を決めるデータを用いてプログラミ
   ング苛−能で６って且つ上記評価された各７オルマント
   周波数に基づいて、患者内に作り出される聴覚類似的な
   感じの所望の知覚を生じさせるような上記電極の選択を
   もたらし、また上記プログラミング可能な手段は更に、
   各選ばれた′−電極群刺激レベルを決定すると共に上記
   音声信号の上記各評価されたフォルマントの振幅と−及
   び患者体内に埋め、込まれた各電極の感度に関す極群中
   ０夫に′２）電極０刺！０間の遅延をも決寓するような
   データが作シ出されるようにプログラミング可能下する
   、上記信号処理系。 伐）上記音声信号が有声か無声かを決定する手段を含み
   、そして上記プログラミング可能な手段が電極の刺激の
   ための手段に指令データを提供するようにプログラムさ
   れていて、それにょ如実質的に一定の低い周波数が無声
   の音声信号に応じて作シ出される、上記特許請求の範囲
   第１項に従う信号処理系。 （３）　　各電極対の刺激が基本的音声成分に比例する
   レートで行なわれ、電極のうちの選ばれた対の種々異な
   った電流値での刺激が第２の音声フォルマントの周波数
   を表わすために用いられ、そして各電極対の刺激の間の
   遅延が第１の音声フォルマントの周波数を表わすのに用
   いられるように、７電極刺激の九めの手段に指令データ
   が与えられる如くに上記プログラミング可能な手段がプ
   ログラムされている、前記特許請求の範囲第１項に従う
   信号処理系。 （４）　　各電極対の刺激が基本的有声成分に比例する
   レートで行なわれ、を九七の特定電極対の刺激を、或対
   のうちの一方の電極の刺激にょ〕第１音声フオルｉント
   の周波数が表わされ、そしてもう一方の電極の刺激によ
   シ第２音声フォルマントの周波数が表わされるように用
   ９る如くに、上記プログラミング可能な手段が電極刺激
   の丸めの手段に指令データを与えるようにプログラムさ
   れている、前記特許請求の範囲第１項に従う信号処理系
   。