KR101833152B1

KR101833152B1 - 분류기를 구비한 보청기

Info

Publication number: KR101833152B1
Application number: KR1020167006419A
Authority: KR
Inventors: 마이클 웅스트럽; 마이크 린드 랭크
Original assignee: 와이덱스 에이/에스
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2018-02-27
Also published as: US20160174001A1; SG11201600981WA; EP3036916B1; KR20160042101A; CA2921547A1; DK3036916T3; US10390152B2; CA2921547C; CN105580389B; CN105580389A; US20190075409A1; US10206049B2; EP3036916A1; WO2015024584A1; JP2016533101A; JP6360893B2; AU2013398554B2

Abstract

보청기 시스템은 보청기(10) 및 개인용 통신 장치(20)를 포함하고, 상기 보청기(10) 및 개인용 통신 장치(20)는 둘 다 단거리 데이터 통신을 위한 단거리 데이터 송수신기(15, 29)를 구비한다. 보청기(10)는 미리 규정된 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서(13)와, 각각의 오디오 처리 파라미터 집합을 적용하는 적어도 2개의 동작 모드를 구비한 신호 처리 서브시스템을 구비한다. 프로그램 선택기 컴포넌트(16)는 전기 입력 신호를 분석하고 보청기(10)의 청각 환경을 분류하는 분류기(51)를 구비한다. 상기 개인용 통신 장치(20)는 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하고, 환경의 변화를 검출한 때 통지를 발생 및 전송하는 보조 분류기 컴포넌트(24)를 구비한다. 프로그램 선택기 컴포넌트(16)는 보조 분류기 컴포넌트(24)로부터 통지를 수신하고 상기 신호 처리 서브시스템의 상기 적어도 2개의 동작 모드 중 하나를 선택할 때 상기 통지를 고려한다.

Description

분류기를 구비한 보청기{HEARING AID HAVING A CLASSIFIER}

본 발명은 보청기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 청각 환경을 분류하는 분류기를 구비하고 적어도 2개의 동작 모드를 각각 가진 하나 이상의 신호 처리 서브시스템에 대한 동작 모드를 선택하는 보청기 시스템에 관한 것이다. 보청기 시스템은 보청기 및 개인용 통신 장치를 포함한다. 또한, 본 발명은 보청기의 모드 선택을 제어하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 개인용 통신 장치에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.

기본적으로 보청기는 음향을 전기 신호로 변환하는 마이크로폰과, 사용자의 청각 손실을 경감하는 증폭기와, 증폭된 전기 신호를 다시 음향으로 변환하는 수신기를 구비한다. 현대의 디지털 보청기는 청각 장애인의 청각 손실을 경감할 목적의 처방전에 따라 음향을 처리 및 증폭하기 위한 정교하고 복잡한 신호 처리 장치를 포함한다. 보청기의 주목적은 음성 가해성(intelligibility)을 개선하는 것이다. 최신의 보청기는 보청기가 포착한 오디오 신호에서 음성을 인식하고 잡음을 억제하는 특징들을 갖는다. 통계 분석에서의 유용한 요소는 백분위수 레벨이다. 백분위수 레벨은 레벨 분포에 관한 정보, 즉 유입 신호의 크기 레벨(loudness level)이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지에 관한 정보를 제공한다. 복수의 주파수에 대하여 획득된 때, 이 정보는 청각 환경의 매우 자세한 화상을 제공한다. US 7,804,974 B 및 US 8,411,888 B는 보청기 분류기의 동작을 자세히 설명하고 있다.

본 발명의 목적은 보청기에서 프로그램 선택을 위한 개선된 분류기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 보청기 시스템은, 제1 양태에 있어서, 보청기 및 개인용 통신 장치를 포함하고, 상기 보청기 및 개인용 통신 장치는 둘 다 단거리 데이터 통신 링크를 제공하는 단거리 데이터 송수신기를 구비한다. 보청기는 보청기의 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서와; 적어도 2개의 동작 모드를 구비하고 상기 적어도 2개의 동작 모드 각각에 대하여 각각의 오디오 처리 파라미터 집합을 적용하는 신호 처리 서브시스템과; 전기 입력 신호를 분석하고 보청기의 청각 환경을 분류하는 분류기를 구비하여 상기 분류기의 분류에 따라 상기 신호 처리 서브시스템의 상기 적어도 2개의 동작 모드 중의 하나를 자동으로 선택하는 프로그램 선택기 컴포넌트를 구비한다. 상기 개인용 통신 장치는 상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하고, 환경 또는 사용의 변화를 검출한 때 통지를 발생하고, 상기 통지를 상기 단거리 데이터 통신 링크를 통해 상기 보청기에 전송하는 보조 분류기 컴포넌트를 구비한다. 상기 프로그램 선택기 컴포넌트는 상기 보조 분류기 컴포넌트로부터 상기 통지를 수신하고 상기 신호 처리 서브시스템의 상기 적어도 2개의 동작 모드 중 하나를 선택할 때 상기 통지를 고려하도록 적응된다.

본 발명에 따른 보청기 시스템은 프로그램 선택기 컴포넌트의 보조 입력으로서 위치 데이터를 포함한 사용자 행동 데이터를 이용한다. 이러한 사용자 행동 데이터는 장치의 접속 관리자를 통하여 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터 등의 개인용 통신 장치에서 이용할 수 있다. 이러한 사용자 행동 데이터는 블루투스 코어 사양에 기초하여 결정된 상대 위치, GPS 좌표에 기초하여 결정된 정확한 위치, 셀 ID에 기초한 셀룰러 위치를 포함할 수 있고, 타이밍 전진 데이터 또는 접속된 추가 장치 및 라우터에 관한 국부 접속성으로부터 도출된 상대 위치 데이터에 의해 유리하게 보완된다.

본 발명의 제2 양태에 따른 방법은 보청기에서의 모드 선택을 제어하는 것을 포함한다. 보청기는 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서를 포함하고, 신호 처리 서브시스템은 적어도 2개의 동작 모드를 갖는다. 이 방법은 보청기의 음향 환경을 결정하기 위해 전기 입력 신호를 분류기에서 분석하는 단계와, 개인용 통신 장치를 단거리 데이터 통신 링크에 의해 보청기에 접속하는 단계와, 상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하는 단계와, 개인용 통신 장치의 사용 또는 환경의 변화를 검출하고 상기 검출된 변화에 응답하여 상기 개인용 통신 장치에 대한 통지를 제공하는 단계와, 상기 단거리 데이터 통신 링크를 통해 상기 보청기에게 상기 통지를 전송하는 단계와, 상기 보청기의 음향 환경 및 상기 개인용 통신 장치로부터 수신된 통지에 기초하여 상기 신호 처리 서브시스템에 대한 상기 적어도 2개의 동작 모드 중의 하나를 자동으로 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제3 양태에 따른 보청기는 보청기의 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서를 갖는다. 보청기는 단거리 데이터 통신 링크를 통해 개인용 통신 장치와 통신하고 보조 분류기 컴포넌트가 상기 개인용 통신 장치의 사용 또는 환경의 변화를 검출한 때 통지를 수신하는 단거리 데이터 송수신기, 보청기의 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서, 적어도 2개의 동작 모드를 구비하고 상기 적어도 2개의 동작 모드 각각에 대하여 각각의 오디오 처리 파라미터 집합을 적용하도록 적응된 신호 처리 서브시스템, 상기 전기 입력 신호를 분석하고 보청기의 청각 환경을 분류하는 분류기를 가진 프로그램 선택기 컴포넌트를 구비하고, 상기 프로그램 선택기 컴포넌트는 상기 개인용 통신 장치로부터 수신된 통지 및 상기 분류기 분류에 따라 상기 신호 처리 서브시스템에 대하여 상기 적어도 2개의 동작 모드 중의 하나를 자동으로 선택하도록 적응된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 개인용 통신 장치에서 실행될 때 상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하고, 상기 개인용 통신 장치의 환경 또는 사용이 변경되었다고 간주된 때 통지를 제공하며, 상기 통지를 단거리 데이터 통신 링크를 통해 보청기에 전송하는 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공된다.

본 발명은 양호한 양태 및 첨부 도면을 참조하면서 더 구체적으로 설명된다.

도 1은 발명의 실시형태에 따른 보청기 시스템의 개략도이다.
도 2는 보청기에서 관측된 오디오 신호의 4개의 카테고리를 진폭 대 시간 관계로 보인 도이다.
도 3은 발명의 제1 양태에 따른 프로그램 선택을 보인 도이다.
도 4는 발명의 제1 양태에 따라 보청기에서 프로그램을 선택하는 방법을 보인 도이다.
도 5는 발명의 실시형태에 따라 보청기를 제어하고 보조 분류기로서 소용되는 응용 소프트웨어의 사용자 인터페이스를 보인 도이다.
도 6은 발명에 따른 분류기 및 보조 분류기의 제1 실시형태에 의해 이루어지는 가능한 결정을 보인 도이다.
도 7은 서브시스템의 프로그램을 변경하고 문턱값을 적응적으로 수정하기 위한 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 흐름도이다.
도 8은 실질적으로 동질성인 청각 환경의 특정 특성 오디오 샘플의 분포를 보인 도이다.
도 9는 발명의 실시형태에 따른 적응적 분류기의 2차원 피처 공간을 보인 도이다.

도 1을 참조하면, 발명의 실시형태에 따른 보청기 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 사용하기 전에, 보청기의 세팅이 처방전에 따라 보청기 관리 전문가에 의해 설정 및 조정된다. 처방전은 청능사(audiologist)에 의해 제공되고 청각 장애인의 보청기 없는 수행의 청력 테스트, 즉 소위 청력도에 기초를 둔다. 상기 처방전은 사용자가 청력 결손을 갖는 가청 주파수 범위 부분의 주파수로 보청기가 음향을 증폭하여 청력 손실을 경감하는 세팅에 도달하도록 발행된다.

보청기(10)는 음향 사운드를 포착하여 그 음향 사운드를 전기 신호로 변환하는 2개의 입력 트랜스듀서(11, 12)를 포함한다. 상기 2개의 트랜스듀서(11, 12)로부터의 전기 신호는 디지털 신호 처리(DSP) 장치(13)에 제공되어 청능사에 의한 미리 정해진 세팅 집합에 따라 증폭 및 조절된다. 이중 마이크로폰 시스템을 가질 때의 장점은 공간 필터링을 수행할 수 있다는 것이다. 입력 신호는 바람직하게 다수의 좁은 주파수 대역으로 분할되어 별도로 처리될 수 있다. 디지털 신호 처리(DSP) 장치(13)는 증폭되고 조절된 전기 출력 신호를 스피커 또는 출력 트랜스듀서(14)에 전달한다. 바람직하게 델타-시그마 변환이 상기 신호 처리에 적용되고, 그래서 상기 전기 출력 신호는 출력 트랜스듀서(14)에 직접 공급되는 1비트 디지털 데이터 스트림으로서 형성되고, 이것에 의해 보청기(10)는 출력 트랜스듀서(14)를 클래스 D 증폭기로서 구동한다.

보청기(10)는 전원으로서 표준 보청기 배터리(도시 생략됨)를 구비하고 방송되는 전자기 신호를 포착하기 위한 텔레코일(도시 생략됨)을 또한 구비할 수 있다.

디지털 신호 처리(DSP) 장치(13)는 유입되는 오디오 신호를 분석하고 그에 따라서 보청기 프로그램을 선택하거나 제어 신호(17)로 표시되는 그 세팅을 조정하는 자동 프로그램 선택기 컴포넌트(16)를 구비한다. 또한, 보청기(10)는 개인용 통신 장치(20)와 통신하기 위한 접속 컴포넌트(15)를 구비한다. 접속 컴포넌트(15)는 바람직하게 블루투스 로 에너지(Bluetooth Low Energy)라고도 부르는 블루투스 코어 사양 버전 4.0에 따라 동작한다. 이러한 접속 컴포넌트(15)는 다양한 제조자로부터 전용 칩으로서 상업적으로 입수 가능하고, 보청기에 그러한 컴포넌트를 포함시킴으로써, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 또는 다른 유형의 외부 통신 장치에 대한 접속을 통해 보청기를 인터넷에 접속할 수 있고, 그러한 접속으로부터 이익을 취할 수 있다.

개인용 통신 장치(20)는 인터넷(35)을 통해 외부 서버(40)에 접근하여 보청기(10)에 전용되는 응용 소프트웨어(앱)를 다운로드할 수 있다. 개인용 통신 장치(20)에서 동작할 때, 본 발명에 따른 응용 소프트웨어는 외부 보조 분류기(24)의 기능을 제공한다. 분류기(16)는 외부 보조 분류기(24)가 사용자 위치 및 행동을 분석하는 동안 청각 환경을 분석하고, 주변의 음향 특성에 대한 정보를 또한 검색할 수 있다. 보조 분류기(24)는 프로세서(23)로부터 입수할 수 있을 때 개인용 통신 장치(20)의 위치 데이터를 추출할 수 있다.

개인용 통신 장치(20)는 전자 캘린더 및 클럭을 구비할 수 있다. 대부분의 사람들은 매주 반복되는 어떤 일상적인 과정을 갖고 있다. 대부분의 사람들은 1주일에 5일동안 주로 오전 9시부터 오후 5시까지 일을 한다.

본 발명에 따르면, 개인용 통신 장치(20)는 보청기(10)와 통신하는 접속 컴포넌트(29)를 구비하고 바람직하게 블루투스 코어 사양 버전 4.0 하에서 동작한다.

개인용 통신 장치(20)는 내용(content), 입력 화면 및 통지를 사용자게게 제시하고 사용자가 명령어 및 커맨드를 입력할 수 있게 하는 터치 디스플레이 등의 사용자 인터페이스(UI)(27)를 구비한다. NFC 리더(28)는 개인용 통신 장치(20)가 NFC 태그(34) 또는 유닛과 상호작용하여 상기 NFC 태그와 관련된 코드를 판독할 수 있게 한다.

개인용 통신 장치(20)는 마이크로폰(21), 스피커(22), 및 동작 제어용 프로세서(23)를 구비한 모바일 폰일 수 있다. 개인용 통신 장치(20)는 사용자에게 각종 통신 서비스를 제공하기 위한 것이고, 이 목적으로 개인용 통신 장치(20)는 무선 주파수(RF) 컴포넌트(25)와 같은 무선 송수신기 및 대응하는 안테나 모듈(26)을 구비한다.

RF 컴포넌트(25)는 프로세서(23)에서 동작하는 시스템 소프트웨어에 의해 제어되고 GSM(2G), WCDMA(3G) 및/또는 LTE(4G)와 같은 셀룰러 프로토콜을 이용하는 셀룰러 네트워크를 통해 통신(모바일 폰 호출 및 데이터 접속)하는 셀룰러부(31)를 구비하고, 이것에 의해 개인용 통신 장치(20)는 인터넷(35)에 접속할 수 있다. 셀룰러 네트워크에 접근할 때, 개인용 통신 장치(20)는 셀룰러 네트워크의 기지국에 연결된다. 이 기지국은 네트워크 운용자에 의해 명명되고, 그 명칭 또는 셀 ID는 일반적으로 각각의 송수신 기지국(BTS)을 식별하기 위해 사용되는 독특한 번호이며, 개인용 통신 장치(20)의 현재 위치의 개략적인 표시이다. 프로세서(23)는 개인용 통신 장치(20)가 그 중 하나에 현재 접속되는 이용 가능한 기지국들을 계속하여 추적하고 필요할 때 핸드오버를 관리한다.

위치를 정확히 결정하기 위해 셀 ID를 이용할 때 중대한 불확실성이 있다 하더라도, 전화기는 송수신 기지국까지의 거리 측정치를 표시하는 타이밍 전진(Timing Advance)이라고 부르는 추가의 파라미터를 인식할 수 있고, 전화기의 송수신 기지국 이력을 계속하여 추적함으로써 대부분의 사람이 집과 직장 사이에서 왕복하고 이것에 추가하여 가끔 스포츠 및 쇼핑을 행하는 고정 루틴을 갖는 패턴을 보조 분류기(24)가 쉽게 인식할 수 있다. 이러한 세부는 캘린더에 표시되어 보조 분류기(24)를 제어하는 앱이 카테고리 및 타이밍을 포함한 세부를 상기 캘린더로부터 직접 검색할 수 있다.

RF 컴포넌트(25)는 또한 IEEE 802.11 프로토콜(표준 802.11a, 802.11g 및 802.11n 중의 하나 이상을 포함함)에 따라 동작하는 WLAN 모뎀(32)을 포함한다. 이것에 의해 개인용 통신 장치(20)는 WLAN 네트워크에의 접근이 허용된 때 라우터(30)를 통해 인터넷(35)에 접속할 수 있다. WLAN 모뎀(32)이 온으로 전환된 때, 프로세서(23)는 가용 WLAN 네트워크의 리스트를 유지하고, 이 지식을 이용하여 개인용 통신 장치(20)가 집에 있는지, 직장에 있는지 또는 WLAN 네트워크 접근에 의해 미리 규정된 어떤 다른 위치에 있는지 결정할 수 있다. 프로세서(23)는 허용된 WLAN 네트워크가 접근 가능할 때 핸드쉐이크를 관리한다. 프로세서(23)는 또한 개인용 통신 장치(20)가 접속되는 것뿐만 아니라 주변의 모든 이용 가능한 WLAN 네트워크의 리스트를 관리할 수 있다.

RF 컴포넌트(25)는 또한 위성 신호를 수신하고 이 신호에 기초하여 개인용 통신 장치(20)의 현재 위치에 대한 표시를 계산하는 GPS 수신기(33)를 포함할 수 있다. 이 표시 또는 좌표는 내비게이션을 위해 사용될 수 있고, 또한 실제로 개인용 통신 장치(20)의 현재 위치의 매우 정확한 표시이다. GPS 수신기(33)가 온으로 전환된 때, 프로세서(23)는 가끔 이 좌표를 이용하여 디스플레이된 맵에 현재 위치를 표시한다. 대부분의 GPS 앱은 개인용 통신 장치(20)의 현재 속도를 추출할 수 있고, 이것은 현재 사용의 표시로서 사용되고, 예컨대 자동차 또는 열차에 의한 이동을 표시할 수 있다. 외부 보조 분류기(24)는 GPS 수신기(33)가 절전을 위해 오프로 된 때 정보원으로서 GPS 수신기(33)를 무시할 수 있다.

또한, 접속 컴포넌트(29)(블루투스 모듈)는 각종 상황에서, 예를 들면 개인용 통신 장치(20)를 자동차의 핸즈프리 시스템에 접속하기 위해 사용할 수 있다. 블루투스 핸즈프리 옵션은 오늘날 자동차의 스테레오 시스템의 통합 부품으로서 중급차 및 고급차에서 쉽게 발견된다. 프로세서(23)의 시스템 소프트웨어는 핸즈프리 프로파일을 관리하고, 이러한 핸즈프리 프로파일은 블루투스 스페셜 인터리스트 그룹(Bluetooth® Special Interest Group(SIG), Inc.)에 의해 "심 액세스 프로파일 상호운용성 사양"(SIM ACCESS PROFILE Interoperability Specification)으로서 표준화되어 있다.

과거 십여년 간, 청각 장애인의 청취 능력을 개선하기 위한 전략들 중의 하나는 유용한 음향 성분과 잡음을 식별하기 위해 보청기 사용자의 청각 환경을 분석하고, 이 지식을 이용하여 상기 식별된 잡음을 보청기 사용자에게 제공되는 오디오 신호로부터 제거하는 것이었다. 이 신호 분석 및 포착된 오디오 신호의 후속적인 분류는 분석된 신호에 고유한 3가지의 특정 특성의 동시 시험을 포함할 수 있다. 제1의 특정 특성은 강도 변화일 수 있다. 강도 변화는 모니터링되는 시구간 동안 오디오 신호의 강도 변화로서 규정된다. 제2의 특정 특성은 변조 주파수일 수 있다. 변조 주파수는 모니터링되는 시구간 동안 신호 강도가 변화하는 속도로서 규정된다. 제3의 특정 특성은 시간일 수 있다. 시간은 신호의 지속기간으로서 단순히 규정된다.

도 2는 보청기에서 관측되는 오디오 신호의 4개의 카테고리를 진폭 대 시간의 관계로 보인 것이다.

"a) 고정 잡음"이라고 표시된 제1 오디오 신호 예는 예컨대 수 초의 분석 기간 동안 안정된다는 점에 특징이 있다. 또한, 강도가 변하지 않고 신호가 변조되지 않는다. 다시 말해서, 스펙트럼 성분이 분석기간 동안 동일하게 유지된다. 고정 잡음의 전형적인 소스는 공조기 또는 엔진을 포함한다.

제2의 오디오 신호 예는 "b) 의사 고정 잡음"이라고 표시되어 있고, 이것은 변조가 관측되는 경우에도 분석기간 동안 실질적으로 안정된다는 점에 특징이 있다. 의사 고정 잡음의 전형적인 소스는 개별적인 대화를 하는 소그룹으로 분할되는 군중(칵테일 파티) 및 교통 소음을 포함한다.

제3의 오디오 신호 예는 "c) 음성"이라고 표시되어 있다. 음성은 사이에 묵음 부분으로 강하게 변조된다는 점에 특징이 있다. 만일 추가로 주파수 도메인을 분석하면, 개별적 음향이 주파수에서도 역시 변한다는 것을 알 수 있다.

제4의 오디오 신호 예는 "d) 과도 잡음"이라고 표시되어 있다. 과도 잡음의 전형적인 소스는 문을 탁 닫는 소리, 총소리 또는 망치소리일 수 있다. 과도 잡음의 공통점은 잡음이 증폭되어 귀에 직접 출력될 때 극히 불편하다는 점이다. 과도 잡음은 프로그램 자동 선택을 위해 사용되지 않지만, 보청기는 그러한 음향을 검출한 때 그 음향을 증폭하지 않고 소거하려고 한다.

오디오 신호 예와 상기 특정 특성들 간의 연속체는 아래의 표 1에 나타내었다.

오디오 신호의 특정 특성과 수신된 오디오 신호의 원천(origin) 간의 상관성

	고정 잡음	의사 고정 잡음	음성	과도 잡음
강도 변화	작다 < ----------------------------------------- > 크다
변조 주파수	낮다 < ----------------------------------------- > 높다
신호의 지속기간(시간)	안정적이다 < ------------------------------------- > 짧다

이제, 도 6을 참조하면, 3개의 특정 특성 파라미터 "강도 변화", "변조" 및 "지속기간"이 표시되어 있다. "강도 변화"의 경우에, 동적 범위는 2개의 문턱값, 즉 "문턱값 I1" 및 "문턱값 I2"를 제공함으로써 3개의 간격(I1, I2, I3)으로 나누어진다. 이것과 유사하게, "변조"는 "문턱값 M1"에 의해 2개의 간격(M1, M2)으로 나누어지고, "지속기간"은 "문턱값 D1"에 의해 2개의 간격(D1, D2)으로 나누어진다. 외부 보조 분류기(24)로부터, 프로그램 선택기(16)는 위치 입력, 여기에서는 "집", "사무소", "자동차" 및 기타 장소"로 표시된 위치 입력을 수신한다.

이것에 의해, 특정 특성 파라미터를 빈(bin)에 연관시키고 상기 빈을 히스토그램으로서 취급할 수 있으며, 그래서 가장 중요한 빈이 청각 환경 및 사용자 행동에 최상으로 맞는 보청기 프로그램의 자동 선택을 위해 프로그램 선택기(16)에 의해 사용된다. 예를 들면, 자동차에서 운전할 때, 자동차 엔진은 증폭된 경우 사용자에게 임의의 가치있는 정보를 추가하지 않기 때문에 억제 가능한 특성 잡음 패턴을 갖는다.

잡음 전망과 위치 정보를 프로그램 선택을 위해 사용되는 히스토그램에 함께 배치하는 방법

빈	강도변화	변조주파수	지속기간	위치
1	I1	M1	D1	집
2	I1	M1	D1	사무소
3	I1	M1	D1	자동차
4	I1	M1	D1	기타장소
5	I1	M1	D2	집
6	I1	M1	D2	사무소
7	I1	M1	D2	자동차
8	I1	M1	D2	기타장소
9	I1	M2	D1	집
10	I1	M2	D1	사무소
11	I1	M2	D1	자동차
12	I1	M2	D1	기타장소
13	I1	M2	D2	집
14	I1	M2	D2	사무소
15	I1	M2	D2	자동차
16	I1	M2	D2	기타장소
17	I2	M1	D1	집
18	I2	M1	D1	사무소
19	I2	M1	D1	자동차
20	I2	M1	D1	기타장소
21	I2	M1	D2	집
22	I2	M1	D2	사무소
23	I2	M1	D2	자동차
24	I2	M1	D2	기타장소
25	I2	M2	D1	집
26	I2	M2	D1	사무소
27	I2	M2	D1	자동차
28	I2	M2	D1	기타장소
29	I2	M2	D2	집
30	I2	M2	D2	사무소
31	I2	M2	D2	자동차
32	I2	M2	D2	기타장소
33	I3	M1	D1	집
34	I3	M1	D1	사무소
35	I3	M1	D1	자동차
36	I3	M1	D1	기타장소
37	I3	M1	D2	집
38	I3	M1	D2	사무소
39	I3	M1	D2	자동차
40	I3	M1	D2	기타장소
41	I3	M2	D1	집
42	I3	M2	D1	사무소
43	I3	M2	D1	자동차
44	I3	M2	D1	기타장소
45	I3	M2	D2	집
46	I3	M2	D2	사무소
47	I3	M2	D2	자동차
48	I3	M2	D2	기타장소

도 3을 참조하면서 프로그램 선택기(16)의 동작을 설명한다. 트랜스듀서(11, 12)는 복수의 음원(#1, #2, ..., #N)으로부터 음향을 수신한다. 프로그램 선택기(16)는 신호의 "강도 변화", "변조 주파수" 및 "지속기간"으로서 특성 파라미터를 결정함으로써 오디오 신호 샘플을 분석하도록 적응된 피처(feature) 추출기(50)를 포함한다. 이러한 파라미터는 결정된 특성 파라미터를 소정의 미리 결정된 문턱값과 비교함으로써 오디오 신호 샘플을 분류하도록 적응된 분류기(51)로 넘겨진다. 분류기(51)는 적당한 빈을 1씩 증분시킴으로써 히스토그램을 갱신한다.

분석기(52)는 히스토그램을 모니터링하고 현재의 잡음 전망을 표시하도록 우세한 빈을 식별하며, 분석기(52)는 그에 따라서 대응하는 프로그램을 선택하도록 DSP(13)에게 지시한다. 분석기(52)는 현재 잡음 전망에 따라 프로그램을 선택하고 및/또는 프로그램 파라미터를 설정하도록 DSP(13)에게 커맨드를 출력한다. 분석기(52)는 히스토그램에 따라 분류기(51)에 공급되는 후속 잡음 샘플들 간의 시간을 또한 조정할 수 있고, 이것에 의해 주변 잡음 전망은 전망이 비동질성(히스토그램에서 우세한 빈이 없음)일 때 더 의도적으로 모니터링된다. 청각 환경에서의 변화가 검출될 수 있게 하기 위해, 분류기에 공급된 새로운 청각 샘플이 구 샘플보다 더 높게 가중되는 것을 보장하도록 지수 망각(exponential forgetting)이 구현되었다.

디지털 신호 처리(DSP) 장치(13)는 처리된 신호를 사용자에게 제공하기 전에 입력 신호를 조작하기 위한 복수의 알고리즘을 포함한다. 이러한 알고리즘은 그들의 행동이 알고리즘의 설정 변경에 의해 변화될 수 있기 때문에 서브시스템으로서 간주될 수 있다.

보조 분류기(24)가 변화를 검출한 때, 프로세서(23)는 보청기(10)에 대한 갱신 통지의 전송을 개시한다. 갱신 통지는 헤더(전송되는 데이터의 블록의 시작점에 위치된 보충 데이터)와 함께 데이터 패키지로서 준비된다. 헤더 성분이 파싱을 허용하기 위해 명확하고 불명료하지 않은 사양 또는 포맷을 따르는 것이 중요하다. 데이터 패키지는 접속 컴포넌트(29)로부터 접속 컴포넌트(15)로 전송된다. 헤더에 기초하여, 상기 갱신 통지는 분석기(52)로 유도되고, 분석기(52)는 프로그램 또는 서브시스템을 선택할 때 이 추가 정보를 고려한다.

이러한 서브시스템의 일 예는 지향성 마이크로폰 시스템이다. HD 로케이터(HD locator™)의 이름으로 와이덱스 에이/선더(Widex A/Sunder)로부터 입수 가능한 이러한 하나의 프로그램 또는 서브시스템은 2개의 무지향성 마이크로폰(11, 12)으로 구성된다. 마이크로폰 시스템은 적응적이고, 이것은 현재의 청취 환경에서 최상의 신호 대 잡음비를 생성하는 극 패턴을 취한다는 것을 의미한다. 다시 말해서, 잡음은 입력 의존 지향성 패턴을 이용함으로써 억제된다.

잡음이 제한된 조용한 환경에서, 마이크로폰 시스템은 모든 방향으로부터 음향을 고르게 포착하는 무지향성 패턴을 취할 것이다. 그러나, 잡음이 존재하면, 시스템은 최소량의 잡음이 포착되게 하는 지향성 패턴을 취할 것이다. 예를 들어서 만일 잡음원이 보청기 사용자의 뒤에 있으면, 마이크로폰 시스템은 전방으로부터 음향을 포착하고 측방 및 후방으로부터의 대부분의 음향을 제거하는 심장형 패턴(cardioid pattern)을 취할 것이다.

이것은 잡음을 억제하도록 취해지는 지향성 패턴이 잡음이 실제로 존재하는 주파수 영역으로 매우 좁게 제한될 수 있는 몇 개의 독립적 주파수 대역에서 동작할 수 있다는 것을 의미한다. 만일 저주파수 잡음원(예를 들면, 자동차의 엔진)이 하나의 방향에 위치되고 고주파수 잡음원(예를 들면, 에스페르소 기계(espresso machine))이 다른 방향에 위치되면, 이중 마이크로폰 시스템이 양측 잡음원에 대한 감도를 독립적으로 감소시켜서 보청기 사용자가 듣는 총 잡음량을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

이러한 서브시스템의 다른 하나의 예는 트랜스포싱 시스템(transposing system)일 수 있다. 고주파수 음향의 청각성 상실은 가끔 음성 이해 및 음악과 자연 음향의 인식을 포함한다. 트랜스포싱 프로그램 또는 서브시스템은 오더빌리티 익스텐더(Audibility Extender™)의 이름으로 와이덱스 에이/선더로부터 입수할 수 있다. 이 서브시스템은 고주파수 음성음과 같은 비가청음, 및 새소리, 초인종, 음악 등과 같은 환경음을 들을 수 있는 주파수 영역으로 변환한다. 이것은 바람직하게 선형 주파수 치환(transposition)을 이용하여 발생하고, 이것에 의해 음향의 중요한 고조파 관계가 유지된다. 이것은 보청기 착용자에 대한 특정 음향의 사용자 경험을 위해 중요하다.

트랜스포징 서브시스템은 고주파수에서 청각 손실이 있는 경우 /s/, /∫/, /t/, /z/와 같은 음소를 구별하기 곤란할 때 음성 인식을 개선하기 위해 사용자를 보조함에 있어서 중요하다. 영어로 말할 때 /s/ 및 /z/를 구별할 수 있는 능력은 이러한 음소가 복수형, 소유형 및 단축형뿐만 아니라 제3자 단수 시제를 표시하기 때문에 중요하다.

이러한 서브시스템의 제3의 예는 피드백 소거 서브시스템일 수 있다. 피드백은 보청기로부터의 증폭 음이 보청기 마이크로폰에서 포착되고 다시 보청기를 통해 흐르기 때문에 발생하고, 궁극적으로 고주파수의 휘파람 소리를 야기한다. 피드백 소거 시스템은 유입 신호를 분석하여 그 신호가 가청의 피드백 휘파람 소리로 판명된 경우에, 영향을 받는 주파수에서 이득을 감소시켜서 피드백 휘파람 소리가 없는 안정된 음을 제공할 것이다. 음악을 들을 때, 피드백 소거는 예를 들면 현악기의 음이 가청의 피드백 휘파람 소리로 해석되어 무심코 소거될 수 있기 때문에 감소될 것이다.

실내 잔향 특성

잡음이 있는 조건에서 음성을 이해하는 것은 일반적으로 보청기 사용자의 주요 목적이다. 교회, 강당, 극장 등과 같은 소정의 잔향이 있는 환경에서, 보청기 사용자의 음성 가청도는 매우 큰 도전을 받는다. 잔향은 청취자가 수신하는 오디오 신호가 직접 전파된 신호와 하나 이상의 반사된 기여(contribution)에 의해 구성되는 오디오 신호의 다경로 전파에 의해 야기된다(다경로 전파). 인간의 두뇌는 잔향에 기인해서 청취음으로부터 실내(room)에 대한 정보를 추출할 수 있다. 보청기 사용자에 대하여, 상기 잔향은 잡음성 오디오 환경을 야기하고, 따라서 일부 바이노럴 보청기는 반사된 신호 경로로부터 기여를 제거하는 알고리즘을 구비한다. 만일 극장 또는 콘서트홀이 적당한 음향 패널을 구비하고 있지 않으면, 원치않는 음향 반사가 생성된다. 이것은 청중이 대화 또는 음악을 명확히 듣는 것을 어렵게 하는 잔향을 증가시킨다. 잔향이 있는 환경에서 보청기의 난제에 대해서는 미국 유타주의 솔트레이크 시티에서 개최된 미국 청강학회 국제회의 1996에서 엠. 이젤(M. Izel) 등이 발표한 "시뮬레이트 잔향 및 보청기"(Simulated Reverberation and Hearing Aids)에 설명되어 있다.

다경로 신호는 실내의 크기, 및 벽, 바닥 및 천장에서 사용되는 표면에 의존한다. 실내의 크기는 메아리의 지연을 결정하고, 표면들은 흡수 에너지와 반사 에너지 간의 관계를 결정하며, 이것에 의해 직접 신호와 메아리 간의 관계가 결정된다. 실내의 지연치는 RT60이라고 부르는 공식을 이용하여 추산될 수 있다. 제1의 조기 반사는 경로가 길 때 직접 신호가 도달한 직후에 청취자에게 도달한다. 직접 신호의 도달과 제1 조기 반사의 도달 간의 시간차는 밀리초 단위로 측정된다. 현재 탈잔향(de-reverberation)은 수신된 오디오 신호를 분석하여 실내 잔향 특성을 추산하고, 그 다음에 각종 필터를 메아리 억제를 위해 보청기에 적용함으로써 발생한다.

바람직하게, 교회, 강당, 극장 등과 같은 이러한 잔향 환경의 운용자는 서비스로서 주요 룸 또는 홀의 실내 잔향 특성을 청각 장애인을 위해 이용할 수 있게 할 수 있다. 이러한 데이터를 사용자 또는 고객에 대하여 이용할 수 있게 하는 한가지 방법은 데이터를 NFC 태그(34)(도 1)에 매립하는 것이다. NFC 태그(34)에서 적당한 아이콘 또는 설명 텍스트를 프린트함으로써, 사용자는 자신의 NFC 가능 개인용 통신 장치(20)에 의해 실내 잔향 특성을 획득할 수 있다. NFC 태그(34)에 매립된 데이터는 파싱될 때 데이터가 어떻게 취급되는지를 프로세서(23)에게 알리는 헤더를 포함한다. 그 후, 보조 분류기(24)가 관련 파라미터를 추출하여, 적당한 프로그램이 선택되고 탈잔향을 위한 파라미터가 개인용 통신 장치(20)에 의해 달성된 실내 잔향 특성에 기초를 둔 보청기의 프로그램 선택기(16)에 상기 파라미터들을 전송한다.

대안적으로, 실내 잔향 특성은 위치 기반 서비스를 통해 접근될 수 있다. 개인용 통신 장치(20)에서 동작하는 응용 소프트웨어는 원격 서버(40)의 메모리(41)로부터 실내 잔향 특성을 검색한다. 이것은 개인용 통신 장치(20)의 현재 위치를 원격 서버(40)에 업로드함으로써 이루어지고, 원격 서버(40)는 응답으로 실내 잔향 특성을 제공할 것이다.

대안적인 실시형태에 따르면, 개인용 통신 장치(20)는 NFC 태그(34)로부터 원하는 실내 잔향 특성의 URL을 획득하고, 그 다음에 인터넷(35)을 통해 원하는 데이터에 접근할 수 있다. 잔향 환경의 운용자는 서비스로서 인터넷(35)을 통해 서버(40)에서 실내 잔향 특성을 청각 장애인이 이용할 수 있게 할 수 있다. 실내 잔향 특성이 보조 분류기(24)에 의해 획득되었을 때, 실내 잔향 특성을 다운로드하는 보청기(10)의 제어는 기본적으로 실내 잔향 특성이 NFC 태그(34)로부터 획득된 것과 동일하다.

실내 잔향 특성에 대하여 별도의 서비스를 갖는 대신에, 데이터는 환경에 대한 인위적 정보 및 그 객체가 실세계 카메라뷰 위에 겹쳐지는 증강 현실형 서비스에 포함될 수 있다. 실내 잔향 특성 데이터는 일종의 가상 그래피티(Virtual Graffiti)로서 취급될 수 있고, 개인용 통신 장치(20)가 데이터를 보조 분류기(24) 쪽으로 향하게 하는 식별자를 포함할 것이다. 가상 그래피티는 개인에 의해 제공 및 유지되는 가상 디지털 메시지로 구성된다. 가상 그래피티 애플리케이션은 증강 현실 또는 가상 현실과 유비쿼터스 컴퓨팅을 이용하여 메시지를 실세계의 물리적 랜드마크에 정착(anchor)시킨다. 이제 다시, 실내 잔향 특성이 보조 분류기(24)에 의해 추출되었으면, 보청기(10)의 제어는 기본적으로 실내 잔향 특성이 NFC 태그(34)로부터 획득된 것과 동일하다.

본 발명에 따른 보청기(10)는 하나 이상의 외부적으로 규정된 분류기 카테고리를 수신 및 취급할 수 있고, 개인용 통신 장치(20)는 현재의 사용을 상기 외부적으로 규정된 분류기 카테고리로 분류하여 이러한 카테고리를 보청기(10)에 제공할 수 있다. 만일 개인용 통신 장치(20) 및 보청기(10)가 분리되면, 보청기(10)의 프로그램 선택은 분류기(51)의 제어하에 있는 것처럼 취급된다.

적당한 소프트웨어 애플리케이션이 다운로드되어 설치된 때, 사용자는 개인용 통신 장치(20)와 보청기(10)를 쌍으로 구성할 수 있다. 이것은 보청기(10)에서 전환(switching)함으로써 행하여질 수 있고, 이것에 의해 소정의 기간 동안 블루투스가 가능해진다. 이 기간은 5분 이하일 수 있다. 유리하게, 이 기간은 1분일 수 있지만, 만일 보청기(10)가 그 주변에서 블루투스 가능 장치를 검출하면 예컨대 2분으로 연장될 수 있다. 이 기간 동안에, 보청기는 블루투스 가능 장치를 검색하고, 블루투스 가능 장치가 발견된 때 보청기는 사용자가 개인용 통신 장치(20)에서 보안 코드로 키를 입력할 수 있도록 보안 코드를 오디오로 재생할 수 있다. 접속이 확립되고, 개인용 통신 장치(20)는 이제부터 보청기(10)와 통신할 수 있다.

사용자 인터페이스(120)(앱 명칭 구역(121)과 함께 도 5에 도시된 터치스크린)를 구비한 보청기 앱이 본 발명에 따라 동작할 때, 사용자는 그의 기본 위치를 규정하기 시작할 수 있다(도 4의 단계 100). 이것은 보청기를 제어하는 응용 소프트웨어에 의해 행하여지고, 이때 사용자는 모드 섹션(122)에서 "새 모드"(NEW) 가상 키를 누를 수 있다. 그 다음에, 사용자는 가상 키패드(도시 생략됨)에 의해 스스로 알고 있는 방식으로 모드 라벨에 진입하도록 초대된다. 유용한 사용자 규정의 행동 모드의 예는 표 3에 나타내었다. 행동 모드가 규정되면, 개인용 통신 장치(20)는 단계 102에서 임의의 제어 입력을 셀 ID, WLAN 접속, 이용가능으로서 리스트하고, 이러한 제어 입력을 이용할 수 있는 한 보조 분류기(24)는 개인용 통신 장치(20)가 이 위치에서 및 그에 따라 이 모드에서 유지된다고 가정한다(단계 104). 사용자는 적당한 위치에 있을 때 그가 하나씩 규정하기를 원하는 모든 행동 모드를 구성한다. 단계 106에서 보조 분류기(24)가 환경의 변화를 검출한 때, 보조 분류기(24)는 새로운 환경이 공지된 것인지 아닌지 체크한다(단계 108). 보조 분류기(24)는 미리 규정된 모드의 어느 것도 검출되지 않은 경우에 사용되는 "미공지"(Unknown)라고 명명된 모드로 동작한다. 모드 변경이 검출되면, 모드 변경 및 새 모드가 보청기에 전달되고(단계 110), 보조 분류기(24)는 단계 104에서의 개인용 통신 장치(20)의 사용 모니터링을 계속한다.

개인용 통신 장치(20)의 사용자 인터페이스(120)는 모드를 이전에 설정된 모드 중의 하나로 수동으로 설정하는 기회를 모드 섹션(122)에서 사용자에게 제공한다. 이것은 바람직하게 선택용 선택기 리스트를 사용자에게 제공하는 "변경" 버튼을 누름으로써 행하여진다. 보청기(10)는 프로그램 선택기(16)에 의해 현재 어떤 프로그램이 선택되었는지를 단거리 데이터 통신 링크를 통해 개인용 통신 장치(20)에 전달한다. 사용자는 바람직하게 선택용 선택기 리스트를 사용자에게 제공하는 "변경" 버튼을 누름으로써 현재 선택된 프로그램을 프로그램 선택 섹션(123)을 통해 변경할 수 있다. 상기 선택기 리스트는 바람직하게 소정의 미세 동조를 행함으로써 상기 선택된 프로그램을 유지할 가능성을 사용자에게 제공한다. 스트리밍 소스 섹션(124)을 통해, 사용자는 "활성화" 버튼 및 "변경" 버튼을 각각 누름으로써 스트리밍 소스를 활성화 및 변경할 수 있다. "변경" 버튼을 누르면 선택용 선택기 리스트가 사용자에게 제공될 것이다. 개인용 통신 장치(20)는 텔레비전, FM 라디오 또는 전화기로부터의 스트리밍을 관리할 수 있다. 마지막으로, 메뉴 제어 섹션(125)은 사용자가 전체 앱 메뉴에 접근하고 앱으로부터 빠져나가게 한다.

현재 행동 모드를 규정하기 위해 사용할 수 있는 보조 분류기에 대한 입력

행동 모드	표시자
집	시간, 셀 ID, WLAN 라우터명
자동차	블루투스 접속, GPS(속도)
사무소/직장	시간, 셀 ID, WLAN 라우터명
교회	시간, 셀 ID
좋아하는 식당	시간, 셀 ID, WLAN 라우터명
콘서트홀, 강당, 극장, 영화관	캘린더, NFC 태그/"가상 그래피티", GPS 위치

도 7은 본 발명에 따른 방법을 보인 것이고, 이 방법에 따라 프로그램 선택기(16)는 바람직하게 미리 정해진 지속기간의 샘플들을 분석하고 그 특정 특성에 기초하여 개별적인 샘플을 분류함으로써 청각 환경을 모니터링한다(단계 60). 분류기(51)의 통계 분석은 도 6에 나타낸 것처럼 각각의 특정 특성에 대한 하나 이상의 문턱값에 상기 개별적인 샘플을 비교하고, 상기 비교에 따라 도 3에 도시된 히스토그램에서 적당한 빈의 값을 증분시키는 단계를 포함한다. 단계 61에서, 분석기(52)가 히스토그램에서 변화를 검출한 때(새로운 빈 피크), 분석기(52)는 새로운 분류가 현재 사용하는 것과 다른 프로그램과 연관된 것인지 조사하고, 만일 연관된 것이면 프로그램 선택기(16)는 프로그램을 자동으로 변경한다(단계 63). 단계 61에서 새로운 피킹 빈을 식별한 후, 단계 62에서 프로그램을 변경할 필요가 있는지 평가하고, 만일 필요하면 단계 63에서 프로그램을 변경하며, 프로그램 선택기(16)는 단계 60으로 되돌아가서 청각 환경에서 또는 사용자 행동에서 다음 변화를 검출하기 위해 청각 환경을 모니터링한다.

청각 환경 및 사용자 행동의 모니터링과 병행하여, 프로그램 선택기(16)는 또한 단계 64에서 사용자 상호작용을 모니터링한다. 이 사용자 상호작용은 발명의 실시형태에 따라 개인용 통신 장치(20)에서 동작하는 응용 소프트웨어에 대하여 도 5에 도시된 사용자 인터페이스를 참조한다. 입력은 2개의 접속 컴포넌트(15, 29), 즉 블루투스 송수신기에 의해 제공되는 단거리 데이터 접속을 통해 개인용 통신 장치(20)로부터 보청기(10)로 전달된다. 프로그램 선택 섹션(123)에서 "변경" 버튼을 누름으로써, 사용자는 양호한 실시형태에 따라 선택용 선택기 리스트가 제공될 수 있다. 이 선택기 리스트는 바람직하게 프로그램 선택기(20)에 의해 최근에(예를 들면, 최종 순간에) 개시된 프로그램 변경을 취소하고, 또한 다소간의 저음 또는 고음이 요구되는 것, 바람 잡음이 문제가 된다는 것, 또는 자동 프로그램 선택이 다시 활성화될 때까지 특정 프로그램이 수동으로 선택된다는 것을 표시함으로써 소정의 미세 동조를 행할 기회를 사용자에게 제공한다.

프로세서(13)는 관측된 사용자 상호작용을 분석하고(단계 65) 자동 프로그램 변경이 발생한 직후의 "프로그램 변경 취소" 커맨드가 프로세서(13)에 의해 잘못된 프로그램 변경으로서 해석된다. 그러므로, 프로세서(13)는 분류기(15)에 의해 계산된 히스토그램의 형태, 즉 청각 환경이 동질성임을 표시하는 중요한 피크가 있는지 또는 청각 환경이 이질성임을 표시하는 2개 이상의 피크가 있는지 분석한다. 이질성의 청각 환경은 변동하는 청각 환경으로서 또는 하나의 오디오 유형으로부터 다른 오디오 유형으로 천이하는 청각 환경으로서 해석될 수 있다. 히스토그램에서 몇 개의 상이한 빈들은 특정 프로그램의 선택으로 유도할 수 있다. 만일 프로세서(13)가 청각 환경을 변동이 있는 것으로 간주하면, 프로세서(13)는 각 샘플의 특정 특성에 대한 개별적인 값의 분석을 시작한다. 단계 65에서 실행된 분석의 결과, 값들의 상당한 비율이 도 6에 도시된 문턱값들 중의 하나에 근접한 것으로 나타나면, 및 문턱값들이 최근에 수정되지 않았으면(단계 66), 프로세서(13)는 특정 문턱값을 조정하여(단계 69) 특정 특성에 대한 개별적인 값들이 사용자가 선택한 프로그램쪽으로 지시하는 간격에 실질적으로 포함되게 할 것이다. 적응적 조정이 단계 60에서의 청각 환경 모니터링에 영향을 주는 것은 점선 화살표로 표시되어 있다.

분류기에 의해 적응적으로 사용되는 문턱값을 조정함으로써, 청각 환경은 이질성으로 간주되는 것으로부터 동질성인 쪽으로 이동할 것이다. 이것에 의해, 청각 환경을 잘못 해석한 것에 기인하여 프로그램 변경을 야기하는 프로그램 선택기(16)의 위험성은 크게 감소된다. 단계 64에서 사용자 상호작용을 검출하고, 단계 65에서 적당한 문턱값을 적응적으로 조정할 필요성을 평가하며, 필요한 경우 단계 66에서 문턱값을 실제로 변경한 후에, 프로세서(13)는 다음 사용자 상호작용을 기다리는 단계 64로 되돌아간다.

바람직하게, 상기 문턱값들의 적응적 조정은 전술한 바와 같이 보청기(10) 자체에서 처리된다. 그러나, 개인용 통신 장치(20)가 스마트폰이고 그에 따라서 프로세서를 역시 포함하고 있을 때, 본 발명의 구현은 프로세서(13)가 단거리 데이터 접속을 통해 각 샘플의 특정 특성의 개별 값 및 현재 사용되는 문턱값들을 개인용 통신 장치(20)에 전송하는 것을 포함할 수 있다. 이때 개인용 통신 장치(20)는 가우스 분산된 때의 개별 값들이 적당한 간격 또는 빈에서의 값의 상당한 비율, 즉 예를 들면 적어도 75% 또는 바람직하게 90% 이상을 갖는 것을 보장함으로써 적당한 새로운 문턱값 집합을 계산한다.

바람직하게, 보조 분류기(24)는 분류기(51)로부터의 통계 데이터 및 사용자 만족도의 표시와 함께 상기 새로운 문턱값 집합을 원격 서버(40)에 업로드한다. 사용자 만족도는 예컨대 1-5 스타 레이팅을 가진 레이팅 스크린에 의해 능동적으로, 또는 추가의 변경이 요구되지 않는 것에 기초하여 수동적으로 입력될 수 있다. 분류기(51)로부터의 이러한 통계 데이터는 히스토그램에서의 실제 카운트 또는 각 오디오 샘플의 특정 특성에 대한 개별 값들의 집합을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 둘 다가 포함된다. 원격 서버(40)는 상기 업로드된 데이터 집합을 데이터 스토리지(41)에 저장한다. 상기 업로드된 데이터는 데이터베이스/서버 운용자에 의해 제어되고 다운로드 가능한 앱으로 특정되는 미리 규정된 형식을 갖는다. 이것에 의해, 업로드된 데이터 집합은 유사한 업로드 문턱값과 함께 집단화되고, 상기 데이터 집합은 분류기의 장래의 공장 문턱값 설정, 및 특정의 문제있는 청각 환경에 대한 픽스(fix) 및 해법 제공을 계산하기 위해 이용할 수 있다. 이러한 해법 제공은 문제있는 청각 환경을 다루는 분류기에 대한 문턱값 설정 또는 프로그램 선택기(16)에 의해 제어되는 서브시스템들 중의 하나, 예를 들면 다운로드 가능한 설정이 문제있는 청각 환경에서 소정의 특성을 억제 또는 강조하도록 보청기를 조력하는 경우에는 트랜스포저의 설정을 포함할 수 있다.

발명의 실시형태에 따르면, 보청기(10)의 프로세서(13)는 현재의 성능이 불만족이라고 개인용 통신 장치(20)를 통한 사용자 상호작용이 표시한 경우의 조정을 관리한다. 드물게, 프로세서(13)는 보청기 사용자가 성능에 만족하게 하는 방식으로 분류기 문턱값을 조정할 수 없고, 그래서, 문턱값이 최근에 수정되었다는 것, 즉 예를 들면 제2의 요청이 수 분 내에 이루어졌다는 것을 보조 분류기(24)가 단계 66에서 인식한 때, 보조 분류기 앱은 단계 67에서 문제있는 청각 환경을 다루기 위한 픽스를 다운로드하도록 사용자를 자극할 것이고, 만일 사용자가 확인하면 개인용 통신 장치(20)는 단계 68에서 관련 이력 및 현재 설정을 포함한 해법에 대한 요청을 원격 서버(40)에 업로드한다. 서버는 문제점을 자동으로 또는 청능사의 조력으로 분석하고, 상기 문턱값들을 포함한 요청된 설정들을 송출함으로써 응답한다. 상기 설정들이 수신된 때, 개인용 통신 장치(20)는 상기 설정들을 보청기(10)에 전송하고(단계 69), 이때 프로세서(13)는 상기 문턱값들을 마치 문턱값들이 프로세서(13) 자체에 의해 계산된 것처럼 저장하고, 만일 상기 설정들이 새로운 지정 프로그램을 포함하면 단계 63에서 프로그램을 변경한다.

실질적으로 동질성인 청각 환경의 일련의 샘플에 대하여, 상기 샘플들은 특정 특성이 분류를 위해 측정된 때 정상(또는 가우시안) 분포에 따라 실질적으로 분포되는 정확한 값을 취할 것이다. 이것은 도 8에 도시되어 있고, 여기에서 주파수(y축)는 특정 특성 값(x축)의 함수로서 작도된다. 정확한 값의 주파수는 곡선(80)으로서 도시되어 있고, 분포는 값(81)으로 표시된 무게 중심 또는 평균치(μ)를 갖는다.

가우스 분포는 표준편차(σ)와 분산(σ²)을 갖는다. 파라미터들은 실제 값 세트에 기초하여 쉽게 계산되고, 곡선(80)을 특징화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 정확한 값들의 총 수의 약 68%는 평균치(μ)±표준편차(σ)에 의해 규정된 범위 내에 들 것이다. 도 8은 특정 특성에 대한 문턱값(82)을 나타내고, 청각 환경에 대한 오디오 샘플의 평균치(μ)가 문턱값(82)에 근접할 때 분류기(51)는 청각 환경이 작은 표준편차(σ)에 의해 매우 안정된다 하더라도 문턱값(82)에 의해 나누어진 2개의 간격 사이에서 토글(toggle)하는 위험성이 있을 것이다. 이것은 의도하지 않은 프로그램 변화를 야기할 수 있다.

분석기(52)가 청각 환경이 이질성임을 검출한 때, 프로세서(13)는 그 이유를 조사한다. 만일 실제 값 세트가 가우스 분포를 따른다는 것, 및

ㆍ 표준편차(σ)가 미리 정해진 값 - 이 미리 정해진 값은 특정 특성의 전체 범위에 비하여 예를 들면 전체 범위의 10% 미만으로 및 바람직하게는 전체 범위의 예컨대 5% 미만으로 작다 - 보다 작다는 것과,

ㆍ 문턱값(82)이 평균치(μ)로부터 표준편차(σ)보다 더 작은 간격 내에 있다는 것

을 프로세서(13)가 인식하였으면, 프로세서(13)는 그 문턱값을 화살표로 표시한 방향으로 새로운 문턱값(83)까지 조정한다.

문턱값 조정은, 바람직하게,

ㆍ 고정된 단계에서, 예를 들면 표준편차(σ)가 비교되는 미리 정해진 값에 대응하거나,

ㆍ 계산된 표준편차(σ)이거나, 또는

ㆍ 새로운 조정된 문턱값이 평균치(μ)로부터 표준편차(σ)에 대응하는 거리 내에 있는 것을 보장하는 값

일 수 있다.

바람직하게, 상기 조정된 문턱값은 청각 환경이 다시 변경될 때까지 유지되고, 그 후 문턱값은 최초에 설정된 값들을 취한다. 그러나, 프로세서(13)는 상기 조정된 문턱값이 유사한 방법으로 수 회 보정된 경우에는 과거의 보정치를 기억하는 것이 유리할 수 있다.

뇌파기록(electroencephalography, EEG)은 두피를 따르는 전기 활동의 기록이고, 이 기록은 인간의 두뇌 활동 또는 정신 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. EEG 전극은 보청기(도시 생략됨)와 일체형으로 예를 들면 외이도 내측에 및/또는 귀 뒤에 배치되는 보청기 하우징에 제공될 수 있다. EEG 기록에 기초하여 보청기 사용자 분위기(mood)의 특정 특성 표시가 제공될 수 있다.

발명의 일 양태에 따른 적응적 분류기는 하나의 특정 특성에 대한 하나의 문턱값을 보정하는 것과 관련하여 도 7 및 도 8을 참조해서 설명하였다. 그러나, 발명의 추가의 양태에 따르면, 프로그램 선택기(16)에 대하여 이용할 수 있는 복수의 특정 특성을 가질 수 있다. 이러한 특성들은 오디오 신호, 보청기 시스템(보청기(10) 및 개인용 통신 장치(20))의 위치, 클럭(하루 중의 실제 시간), 개인용 통신 장치(20)의 캘린더, 및 보청기 사용자의 분위기(EEG 신호)에 관한 특성들을 포함할 수 있다.

보청기의 프로그램 선택을 위한 적응적 분류기는 복수의 특정 특성에 기초해서 다차원 피처 공간(feature space)에서 동작할 것이다. 이러한 다차원 피처 공간은 예를 들면 응용수학 및 컴퓨터 과학의 국제 저널 제22권 제4호 855-866 페이지에 워즈니악(Wozniak) 및 크라프치크(Krawczyk)가 기고한 "피처 공간 분할에 기초한 결합형 분류기"(Combined classifier based on feature space partitioning)에 설명되어 있다.

도 9는 2개의 특정 특성을 표시하는, 축(134, 135)에 의해 규정된 2차원 피처 공간을 보인 것이다. 사용자 피드백에 기초해서, 2차원 피처 공간은 보청기 프로그램(#1, #2 또는 #3)을 각각 선택하는 복수(여기에서는 3개)의 결정으로 문턱값(130, 132)에 의해 나누어진다. 새로운 결정이 이루어져야 하는 방식으로 특정 특성 값이 변화하는 것, 예를 들면 청각 환경의 좌표가 보청기 프로그램 #2가 선택되는 영역으로부터 보청기 프로그램 #3이 선택되는 위치(133)로 이동하는 것을 분류기가 관측한 때, 프로그램 선택기(16)는 보청기 프로그램 #3을 선택한다. 만일 사용자가 보청기 프로그램을 전술한 바와 같이 프로그램 #3으로 다시 변경하면, 프로세서는 그 변경을 에러로서 식별하고 문턱값 곡선(130)을 그에 따라서 적응시키며, 그 다음에 문턱값 곡선(130)과 곡선(132) 사이의 영역에 있는 미래의 관측은 보청기 프로그램 #2를 선택하는 결정을 야기할 것이다.

다차원 피처 공간 기반 분류기는 고도의 연산 집약적이고 벡터 알고리즘의 지원을 요구할 수 있다. 그러나, 스마트폰은 요즘에 상당히 강력하고 그러한 계산을 취급할 수 있을 것이다. 보청기 프로세서도 또한 장래에 그러한 계산을 취급할 수 있게 될 것이다.

다차원 피처 공간 기반 분류기의 문턱값은 제조시에 공장에서 설정될 수 있고, 사용자 입력을 수신한 때 문턱값을 적응적으로 적응시키도록 적응된다. 이것에 의해 문턱값은 시간이 지남에 따라 표준 설정으로부터 사용자 경험 및 피드백에 기초한 개인적 설정으로 변화(mutate)할 것이다.

Claims

보청기 시스템(hearing system)에 있어서,
보청기 및 개인용 통신 장치를 포함하고, 상기 보청기 및 상기 개인용 통신 장치는 둘 다 단거리 데이터 통신 링크를 제공하는 단거리 데이터 송수신기를 포함하고,
상기 보청기는,
상기 보청기의 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서;
적어도 2개의 동작 모드를 구비하고 상기 적어도 2개의 동작 모드 각각에 대하여 각각의 오디오 처리 파라미터 집합을 적용하는 신호 처리 서브시스템; 및
상기 전기 입력 신호를 분석하고 상기 보청기의 청각 환경을 분류하는 분류기를 구비하는 프로그램 선택기 컴포넌트
를 포함하고,
상기 개인용 통신 장치는,
상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하고, 환경 또는 사용의 변화를 검출한 때 통지(notification)를 발생하고, 상기 통지를 상기 단거리 데이터 통신 링크를 통해 상기 보청기에 전송하는 보조 분류기 컴포넌트를 구비하며,
상기 프로그램 선택기 컴포넌트는,
상기 분류기의 분류; 및
환경 또는 사용의 변화에 관한 상기 보조 분류기 컴포넌트의 상기 통지
에 기초하여, 상기 신호 처리 서브시스템을 위한 상기 적어도 2개의 동작 모드 중 하나를 자동으로 선택하도록 구성된 것인, 보청기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보청기 및 상기 개인용 통신 장치 둘 다의 상기 단거리 데이터 송수신기는 블루투스™ 코어 사양(Bluetooth™ Core Specification)에 기초를 둔 것인, 보청기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보조 분류기 컴포넌트는 상기 개인용 통신 장치의 내비게이션 컴포넌트로부터 위치 데이터를 추출하도록 구성되고, 상기 내비게이션 컴포넌트는 상기 개인용 통신 장치의 위치를 결정하기 위해 위성 발신(originated) 신호를 수신하는 것인, 보청기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보조 분류기 컴포넌트는 상기 개인용 통신 장치의 무선(radio) 전화기 컴포넌트로부터 위치 데이터를 추출하도록 구성되고, 상기 무선 전화기 컴포넌트는 셀룰러 무선 통신을 관리하며, 상기 추출된 위치 데이터는 접속 기지국에 대한 정보를 포함한 것인, 보청기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보조 분류기 컴포넌트는 상기 개인용 통신 장치의 단거리 무선 컴포넌트로부터 위치 데이터를 추출하도록 구성되고, 상기 단거리 무선 컴포넌트는 국부 접속을 관리하며, 상기 추출된 위치 데이터는 접속된 추가 장치 및 라우터에 대한 정보를 포함한 것인, 보청기 시스템.
보청기에서 모드 선택을 제어하는 방법에 있어서,
상기 보청기는, 상기 보청기의 오디오 처리 파라미터에 따라 전기 입력 신호를 처리하는 신호 프로세서, 및 적어도 2개의 동작 모드를 가진 신호 처리 서브시스템을 포함하고,
상기 방법은,
상기 보청기의 음향 환경을 결정하기 위해 상기 전기 입력 신호를 분류기에서 분석하는 단계;
개인용 통신 장치를 단거리 데이터 통신 링크에 의해 상기 보청기에 접속하는 단계;
상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하는 단계;
상기 개인용 통신 장치의 사용 또는 환경의 변화를 검출하고 상기 검출된 변화에 응답하여 상기 개인용 통신 장치에게 통지를 제공하는 단계;
상기 단거리 데이터 통신 링크를 통해 상기 보청기에게 상기 통지를 전송하는 단계; 및
상기 보청기의 음향 환경 및 상기 개인용 통신 장치로부터 수신된 사용 또는 환경의 변화에 관한 상기 통지에 기초하여 상기 신호 처리 서브시스템을 위한 상기 적어도 2개의 동작 모드 중의 하나를 자동으로 선택하는 단계
를 포함한, 보청기에서 모드 선택을 제어하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 개인용 통신 장치는 보조 분류기 컴포넌트를 포함하고,
상기 방법은,
상기 개인용 통신 장치의 사용을 모니터링하는 단계; 및
인지된 사용 패턴에 기초하여 상기 개인용 통신 장치가 미리 규정된 위치에 있다고 간주하는 단계
를 포함한 것인, 보청기에서 모드 선택을 제어하는 방법.
제7항에 있어서, 집, 자동차, 사무소 또는 미지의 장소에서의 사용이 검출된 때, 상기 보조 분류기 컴포넌트에서 통지를 생성하는 단계를 포함한, 보청기에서 모드 선택을 제어하는 방법.
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