KR102320472B1 - Mobile hearing aid comprising user adaptive digital filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 사용자의 모바일기기 및 상기 모바일기기 와 접속되는 유선이어폰이나 무선이어폰, 또는 유무선 골전도 변환기를 구비한 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에 관한 기술로서, 가청주파수별 파형 데이터와 등감곡선 데이터를 저장하는 등감곡선 데이터 메모리, 오디오 인터페이스를 통해 마이크로폰 입력 데이터를 제공받고 이를 청감보정하며 잡음을 제거하는 DSP 모듈, 블루투스 내지는 NFC와 같은 오디오 데이터를 무선이어폰이나 무선 골전도 변환기로 제공하는 근거리 통신부로 구성되어, 가청주파수 대역에 대해 선택대역통과필터로써 처리대역을 선택하고, 세부대역 통과필터로써 난청 대역별 이득 보상이 이루어지며 잡음 레벨 이상의 입력 신호에 대해서 선택적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기를 요지로 한다. The present invention relates to a mobile hearing aid having a user's mobile device and a user adaptive digital filter having a wired or wireless earphone connected to the mobile device, or a wired or wireless bone conduction transducer, wherein waveform data for each audible frequency and Isometric data memory to store isometry data, DSP module that receives microphone input data through an audio interface, corrects hearing and removes noise, and provides audio data such as Bluetooth or NFC to wireless earphones or wireless bone conduction transducers. It is composed of a short-distance communication unit, selects a processing band as a selective bandpass filter for the audible frequency band, compensates for each hearing loss band as a detailed bandpass filter, and selectively operates on an input signal above the noise level A mobile hearing aid having a user-adaptive digital filter is a subject matter.
Description
본 발명은 사용자의 모바일기기 및 상기 모바일기기와 접속되는 유선이어폰이나 무선이어폰, 또는 유무선 골전도 변환기를 구비한 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에 관한 기술이다.The present invention relates to a mobile hearing aid having a user's mobile device and a user adaptive digital filter having a wired or wireless earphone connected to the mobile device, or a wired/wireless bone conduction transducer.
본 발명에 대한 배경 기술로서 도면 제1도에 도시된 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0027820 A호의 사용자들을 위한 퍼스널라이징 오디오를 생성하는 이동전화들 및 다른 제품들을 위한 사운드 강화 기술이 있다. 이 기술은, 사용자들에게 오디오를 제공하는 이동 전화들 및 다른 제품들에 대한 사운드 강화 분야에 관한 것으로서, 특히 개인 청각 프로파일(hearing profile), 잡음에 의해 유발되는 청각 손실과 같은 환경 팩터들 및 개인 선호(personal preference)에 기초하여 사운드를 강화하는 기술을 특징으로 한다. As a background to the present invention, there is a sound enhancement technology for mobile phones and other products that generate personalizing audio for users of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0027820 A shown in FIG. 1 . This technology relates to the field of sound reinforcement for mobile phones and other products that provide audio to users, in particular a personal hearing profile, environmental factors such as noise-induced hearing loss and personal It features techniques to enhance sound based on personal preference.
본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 도면 제2도에 도시된 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0133790 A호의 보청기를 가진 개인 통신 장치 및 이를 제공하기 위한 방법 기술이 있다. 이 기술은, 음성 신호를 수신하기 위한 입력부, 프로그램 가능한 프로세싱 수단 및 처리된 신호를 출력하기 위한 출력부를 포함한다. 프로그램 가능한 프로세싱 수단은 파라미터 세팅에 기초한 제1 신호 경로에서 상기 음성 신호의 디지털 버전상에서 필터링 작업을 수행하기 위하여 배치되고, 사용자 선호도, 청각적 정보, 청취 상황에 대한 정보에 기초한 상기 파라미터 세팅을 결정하기 위한 제어 로직을 제공하기 위하여 배치되고, 여기서, 상기 개인 통신 장치는 수신된 음성 신호의 음성 환경 분석을 통하여 및/또는 상기 개인 통신 장치의 센싱 수단을 통하여 얻어지고 사용되어서, 프로그램 가능한 프로세싱 수단은 난청 보상된 신호를 출력하기 위해 배치된 난청 보상 모듈로서 작동 가능하다. 프로그램 가능한 프로세싱 수단은 상기 제1 신호 경로와 병렬적인 제2 신호 경로를 추가로 가지며, 상기 제2 신호 경로는 상기 음성 신호와 상기 파라미터 세팅의 상기 디지털 버전 을 수신하고, 상기 파라미터 세팅과 상기 음성 신호의 상기 디지털 버전에 기초한 상기 필터링 수단의 필터 계수를 결정하기 위해 배치되는 전달 함수 계산을 위한 모듈을 포함하여 구성된다. As another background to the present invention, there is a personal communication device having a hearing aid and a method for providing the same, disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0133790 A shown in FIG. 2 . The technology comprises an input for receiving an audio signal, a programmable processing means and an output for outputting the processed signal. The programmable processing means are arranged for performing a filtering operation on the digital version of the speech signal in a first signal path based on parameter settings, for determining the parameter settings based on user preferences, auditory information, information about a listening situation. and wherein the personal communication device is obtained and used through a voice environment analysis of a received voice signal and/or through sensing means of the personal communication device such that the programmable processing means is deaf It is operable as a hearing loss compensation module arranged to output a compensated signal. The programmable processing means further has a second signal path parallel to the first signal path, the second signal path receiving the voice signal and the digital version of the parameter setting, the parameter setting and the voice signal and a module for calculating a transfer function arranged to determine filter coefficients of the filtering means based on the digital version of .
본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서 도면 제3도에 도시된 대한민국 등록특허공보 제10-1551665 B1호의 환경프로파일의 적용이 가능한 보청기, 이를 이용한 환경프로파일 적용 시스템 및 방법 기술이 있다. 이 기술은, 외부 소리가 입력되는 마이크, 마이크로부터 입력되는 신호를 처리하는 신호처리부, 신호처리부에 의하여 처리된 신호를 재생하는 리시버, 보청기의 작동에 필요한 각종 정보가 저장되는 메모리, 마이크로부터 입력되는 신호를 분석하여 주변상황에 맞는 환경프로파일을 검색, 적용할 수 있도록 하는 환경프로파일 최적화부를 포함하는 보청기와, 상기 보청기 및; 보청기와 통신이 가능하며, 주변환경에 따른 환경프로파일을 저장하는 서버;를 포함하여, 주변상황에 맞는 환경프로파일이 자동으로 적용되도록 함으로써 보청기를 통해 최적의 소리를 제공할 수 있고, 환경프로파일의 확장이 용이하도록 하여 더욱 정확하고 디테일한 소리의 제공이 가능하도록 하는 환경프로파일 적용 시스템 및 방법을 특징으로 한다. As another background technology for the present invention, there is a hearing aid capable of applying the environmental profile of Republic of Korea Patent Publication No. 10-1551665 B1 shown in FIG. 3, and a system and method for applying the environmental profile using the same. This technology includes a microphone to which an external sound is input, a signal processing unit that processes a signal input from the microphone, a receiver that reproduces the signal processed by the signal processing unit, a memory that stores various information necessary for the operation of the hearing aid, and a memory that is input from the microphone. a hearing aid including an environment profile optimization unit that analyzes a signal to search for and applies an environment profile suitable for a surrounding situation, the hearing aid; A server capable of communicating with a hearing aid and storing an environmental profile according to the surrounding environment; including, by automatically applying an environmental profile suitable for the surrounding situation, it is possible to provide an optimal sound through the hearing aid, and to expand the environmental profile It features an environment profile application system and method that makes it easy to provide more accurate and detailed sound.
본 발명은, 가청주파수 대역에 대해 선택대역통과필터로써 처리대역을 선택하고, 세부대역 통과필터로써 난청 대역별 이득 보상이 이루어지며 잡음 레벨 이상의 입력 신호에 대해서 선택적으로 동작하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention provides a user adaptive digital filter that selects a processing band as a selective bandpass filter for an audible frequency band, compensates for the gain for each hearing loss band as a detailed bandpass filter, and selectively operates on an input signal above a noise level. It is a problem to be solved to provide a mobile hearing aid equipped with.
본 발명은, 사용자의 모바일기기 및 상기 모바일기기 와 접속되는 유선이어폰이나 무선이어폰, 또는 유무선 골전도 변환기를 구비한 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에 있어서, 가청주파수별 파형 데이터와 등감곡선 데이터를 저장하는 등감곡선 데이터 메모리, 오디오 인터페이스를 통해 마이크로폰 입력 데이터를 제공받고 이를 청감보정하며 잡음을 제거하는 DSP 모듈, 블루투스 내지는 NFC와 같은 오디오 데이터를 무선이어폰이나 무선 골전도 변환기로 제공하는 근거리 통신부로 구성된 것을 특징으로 하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기를 과제의 해결 수단으로 제공한다. The present invention provides a mobile hearing aid equipped with a user's mobile device and a wired or wireless earphone connected to the mobile device, or a user adaptive digital filter having a wired/wireless bone conduction transducer, the waveform data for each audible frequency and the isometric curve Isometric data memory to store data, DSP module that receives microphone input data through an audio interface, corrects the hearing and removes noise, and a short-distance communication unit that provides audio data such as Bluetooth or NFC to wireless earphones or wireless bone conduction transducers It provides a mobile hearing aid with a user adaptive digital filter, characterized in that configured as a solution to the problem.
본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에 의하면, 가청주파수 대역에 대해 선택대역통과필터로써 처리대역을 선택하고, 세부대역 통과필터로써 난청 대역별 이득 보상이 이루어지며 잡음 레벨 이상의 입력 신호에 대해서 선택적으로 동작하는 기술적 효과를 제공한다.According to the mobile hearing aid having a user adaptive digital filter of the present invention, a processing band is selected as a selective bandpass filter for an audible frequency band, a gain compensation for each hearing loss band is performed using a detailed bandpass filter, and an input signal above the noise level Provides a technical effect that operates selectively for
도면 제1도는 본 발명에 대한 배경기술로서, 사용자들을 위한 퍼스널라이징 오디오를 생성하는 이동전화들 및 다른 제품들을 위한 사운드 강화 기술의 구성
도면 제2도는 본 발명에 대한 다른 배경기술로서, 보청기를 가진 개인 통신 장치 및 이를 제공하기 위한 방법
도면 제3도는 본 발명에 대한 또 다른 배경기술로서, 환경프로파일의 적용이 가능한 보청기, 이를 이용한 환경프로파일 적용 시스템 및 방법
도면 제4도는 ISO 226:2003 등청감곡선(normal equal-loudness level contours)
도면 제5도는 ISO 226:2003의 등청감곡선에서 40[phone]의 함수
도면 제6도는 본 발명의 기본 구성
도면 제7도는 본 발명의 DSP 모듈의 구성과 작용관계
도면 제8도는 본 발명의 청감 보정을 위한 사용자의 모바일기기의 연결관계
도면 제9도는 본 발명의 모바일 프로세서에 의해 필터계수를 산출하는 구성
도면 제10도는 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기의 동작 구성과 작용 관계BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a background to the present invention, the configuration of a sound enhancement technology for mobile phones and other products generating personalizing audio for users;
2 is another background to the present invention, a personal communication device having a hearing aid and a method for providing the same
3 is another background art for the present invention, a hearing aid to which an environmental profile can be applied, and a system and method for applying the environmental profile using the same
Figure 4 shows ISO 226:2003 normal equal-loudness level contours
5 is a function of 40[phone] in the isoacoustic curve of ISO 226:2003
6 is a basic configuration of the present invention
7 shows the configuration and operational relationship of the DSP module of the present invention.
8 is a connection relationship between a user's mobile device for hearing correction of the present invention;
9 is a configuration for calculating filter coefficients by the mobile processor of the present invention.
10 is a diagram illustrating the operational configuration and operational relationship of a mobile hearing aid equipped with a user adaptive digital filter of the present invention;
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 이 기술이 속하는 분야에서 보통의 지식을 가진 자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.The following is merely illustrative of the principles of the invention. Accordingly, those of ordinary skill in the art to which this technology pertains, although not explicitly described or shown herein, can implement the principles of the present invention and invent various devices included in the concept and scope of the present invention. In addition, it should be understood that all conditional terms and examples listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of understanding the inventive concept and are not limited to the specifically enumerated embodiments and states as such. do. Moreover, it is to be understood that all detailed description reciting specific embodiments, as well as principles, aspects, and embodiments of the present invention, are intended to include structural and functional equivalents thereof.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면 제4도는 국제표준화기구(ISO: International Standard Organization)에서 ISO 226:2003으로 개정한 등청감곡선(normal equal-loudness level contours)을 도시한다. 도면의 등청감곡선은, 가청주파수 대역의 각 주파수별(x축)로 일정한 음압 레벨(y축)의 소리를 인간의 청각에 제공했을때 1KHz에서 감지하는 소리의 크기에 대해 다른 주파수에서 같은 크기로 감지하는 음압레벨을 도시한다. 이때 각 곡선들은 1KHz에서의 음압레벨의 수치로 [phone]의 단위로 표기하며, 상기 국제표준은 각 등감곡선의 수치를 연산하는 근사식과 함께 제공되고 있다.FIG. 4 shows normal equal-loudness level contours as amended to ISO 226:2003 by the International Standard Organization (ISO). The isoacoustic curve in the figure shows the same level at different frequencies with respect to the level of sound detected at 1KHz when a sound of a constant sound pressure level (y-axis) is provided to human hearing for each frequency (x-axis) of the audible frequency band. It shows the sound pressure level sensed by At this time, each curve is expressed in the unit of [phone] as a numerical value of the sound pressure level at 1 KHz, and the international standard is provided together with an approximate expression for calculating the numerical value of each equalization curve.
도면 제5도는 ISO 226:2003의 등청감곡선에서, 청각으로 감지되는 1KHz 음압 레벨 40[dB]의 소리와 같은 크기로 감지되는 다른 주파수의 음압레벨을 도시한 40[phone]의 함수를 도시한다. 도면 하단의 표는 40[phone]의 함수를 ISO 226:2003의 등청감곡선에 따라 옥타브 대역별로 연산한 음압레벨을 도시한다. Fig. 5 shows a function of 40[phone] showing the sound pressure level of another frequency sensed at the same level as the sound of 1KHz sound pressure level 40[dB] sensed aurally, in the isoacoustic sensitivity curve of ISO 226:2003. . The table at the bottom of the figure shows the sound pressure level calculated for the function of 40[phone] for each octave band according to the ISO 226:2003 isoacoustic curve.
1KHz 음압 레벨 40[dB]의 소리를 최소감지값으로 하는 난청을 가진 청각은 500Hz에서 약 43[dB], 4000Hz에서 약 36[dB]의 음압 레벨의 소리가 최소값으로 감지되어야 할 것이다. 그러나 난청의 경우에는 가청대역 주파수 각각에 대해 1KHz 에서의 최소감지값에 대한 ISO 226:2003의 등청감곡선보다도 높은 음압 레벨의 소리로 분포된다. 이에 따라 본 발명에서는,Hearing loss with a sound of 1KHz sound pressure level of 40 [dB] as the minimum detection value should be detected at a sound pressure level of about 43 [dB] at 500 Hz and about 36 [dB] at 4000 Hz as the minimum value. However, in the case of hearing loss, the sound pressure level is higher than that of the ISO 226:2003 isosensitivity curve for the minimum detection value at 1KHz for each audible band frequency. Accordingly, in the present invention,
- 1KHz의 정현파를 사용자의 청각에 제공하여 감지할 수 있는 최소의 크기로 조절하여 입력하도록 한 다음,- Provide a 1KHz sine wave to the user's hearing, adjust it to the smallest detectable size, and then input it.
- 입력된 최소의 크기에 대응하는 ISO 226:2003의 등청감곡선의 함수를 이용하여 다른 가청 주파수의 음압레벨을 환산하여 제공하고,- Using the function of the ISO 226:2003 isoacoustic curve corresponding to the input minimum size, the sound pressure level of other audible frequencies is converted and provided,
- 다른 가청 주파수의 음압레벨과 사용자로부터 입력되는 최소가청이득의 차이를 해당 주파수 대역의 보상이득으로하여 디지털 필터의 계수를 설정하여 사용자의 청감을 보정하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기를 제공한다. 본 발명의 가청주파수 대역은, 20Hz~20KHz의 대역에 걸쳐 옥타브(octave) 대역 내지는 1/3 옥타브 대역으로 설정될 수 있다.- A mobile hearing aid equipped with a user adaptive digital filter that corrects the user's hearing by setting the coefficient of the digital filter by using the difference between the sound pressure level of different audible frequencies and the minimum audible gain input from the user as the compensation gain of the corresponding frequency band. to provide. The audible frequency band of the present invention may be set to an octave band or a 1/3 octave band over a band of 20 Hz to 20 KHz.
본 발명은 1KHz에서의 최소감지 음압레벨을 사용자로부터 압력받고 ISO 226:2003의 등청감곡선에 따른 다른 주파수에서의 음압레벨을 환산하여 이를 기준으로 청감 보정을 수행하고 불필요한 잡음을 제거하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기를 제공한다.The present invention is a user adaptive method that receives pressure from the user at the minimum sensed sound pressure level at 1KHz, converts the sound pressure level at other frequencies according to the isoacoustic curve of ISO 226:2003, performs auditory correction based on this, and removes unnecessary noise A mobile hearing aid having a digital filter is provided.
도면 제6도는 본 발명의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기는, 사용자의 모바일기기(100) 및 상기 모바일기기(100)와 접속되는 유선이어폰이나 무선이어폰, 또는 유무선 골전도 변환기를 기본 구성으로 한다.6 shows the basic configuration of the present invention. The mobile hearing aid with a user adaptive digital filter of the present invention has a basic configuration of the user's
본 발명의 모바일기기(100)는, 모바일기기(100) 전반의 제어를 수행하는 모바일 프로세서(102);와, 이동통신유닛(104); 가청주파수별 파형 데이터와 등감곡선 데이터를 저장하는 등감곡선 데이터 메모리(105); 마이크로폰 입력을 A/D 변환하고, 스피커 및 이어폰 출력 데이터를 제공받아 D/A 변환하여 출력하는 오디오 인터페이스(108); 상기 오디오 인터페이스(108)를 통해 마이크로폰 입력 데이터를 제공받고 이를 청감보정하며 잡음을 제거하는 DSP 모듈(120); 모바일 프로세서(102)에 의해 등감곡선 데이터 메모리(105)로부터 가청주파수별 파형 데이터를 독출하고 오디오 인터페이스(108)를 통해 출력하여 사용자로부터 최소가청이득을 입력받는 최소감지 볼륨입력부(110); 블루투스 내지는 NFC와 같은 오디오 데이터를 무선이어폰이나 무선 골전도 변환기로 제공하는 근거리 통신부(112);로 구성된다. The
도면 제7도는 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에서, DSP 모듈(120)의 구성과 작용관계를 도시한다. 본 발명의 DSP 모듈(120)은, 오디오 인터페이스(108)를 통해 마이크로폰으로 입력되는 소리의 A/D 변환 데이터를 저장하는 입력프레임 메모리(124);와, 상기 입력프레임 메모리(124)의 데이터에 대해 처리대상신호의 대역을 선택적으로 통과시키는 선택대역통과필터(126); 상기 처리대상신호의 대역에 대해 옥타브 대역 또는 1/3옥타브 대역별로 이득을 조절하여 통과시키는 세부대역 통과필터(128); 상기 세부대역 통과필터(128)의 필터링된 신호 데이터를 저장하고 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)에 제공하여 사용자에게 소리로 전달할 수 있도록 하는 출력프레임 메모리(134); 로 구성된다.FIG. 7 shows the configuration and operation relationship of the
상기 선택대역통과필터(126)와 세부대역 통과필터(128)의 중심주파수들과 통과신호의 이득은 필터계수로써 조절되며, 상기 필터계수들은 모바일 프로세서(102)로부터 연산되어 필터계수 저장부(122)에 저장됨으로써 선택대역통과필터(126)와 세부대역 통과필터(128)의 특성이 결정된다.The center frequencies of the selective band pass filter 126 and the sub-band pass filter 128 and the gain of the pass signal are adjusted with filter coefficients, and the filter coefficients are calculated from the
상기 세부대역 통과필터(128)의 필터링된 신호 데이터는, 대역 신호 적분부(130);에 공급되어 필터링된 신호 데이터의 크기를 산출하며, 상기 대역 신호 적분부(130)의 출력은 임계 레벨 결정부(132)에 공급되어 상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이상인지의 여부가 모바일 프로세서(102)에 제공되고 판단된다. 모바일 프로세서(102)에서는, 상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이상인 경우에는 출력프레임 메모리(134)의 데이터를 유효한 것으로 판단하여 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)에 제공되도록 하며, 상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이하인 경우에는 잡음으로 판단하여 출력프레임 메모리(134)의 데이터를 모두 삭제하여 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)를 통한 소리가 무음으로 처리되도록 한다. The filtered signal data of the subband pass filter 128 is supplied to a
따라서 상기의 DSP 모듈(120)은 가청주파수 대역에 대해 선택대역통과필터(126)로써 처리대역을 선택하고, 세부대역 통과필터(128)로써 난청 대역별 이득 보상이 이루어지며 잡음 레벨 이상의 입력 신호에 대해서 선택적으로 동작하는 특징을 가진다. Therefore, the
도면 제8도는 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에서, 청감 보정을 위한 사용자의 모바일기기(100)의 연결관계를 도시한다. 8 is a diagram illustrating a connection relationship between a user's
먼저 모바일 프로세서(102)에 의해 등감곡선 데이터 메모리로부터 1KHz의 파형 데이터를 독출하여 출력프레임 메모리(134)에 저장하고 오디오 인터페이스(108), 또는 근거리 통신부(112)를 통해 사용자의 청각으로 전달한다. 이어 모바일기기(100)의 사용자는 1KHz의 최소감지 레벨을 최소감지 볼륨입력부(110)를 통해 입력하여 모바일 프로세서(102)에 제공한다. 모바일 프로세서(102)는, 등감곡선 데이터 메모리로부터 상기 최소감지레벨에 대응되는 등감곡선 데이터를 검색하여 독출하고 해당 등감곡선 데이터의 다른 대역의 주파수에 대해 등감곡선 상의 이득을 환산하여 대역별로 파형 데이터를 독출하여 출력프레임 메모리(134)에 저장하고 오디오 인터페이스(108), 또는 근거리 통신부(112)를 통해 사용자의 청각으로 전달한다. 이어 모바일기기(100)의 사용자는 최소감지 볼륨입력부(110)를 통해 각 주파수별 최소감지 레벨을 입력하여 모바일 프로세서(102)에 제공한다. 상기 모바일 프로세서(102)는 각 주파수별 최소감지 레벨과 등감곡선 상의 이득과의 차이값을 청감보정 이득으로 저장한다. First, waveform data of 1 KHz is read from the isometric data memory by the
상기의 과정을 선택된 가청주파수 대역에 대해 수행한 모바일 프로세서(102)는, 저장된 청감보정 이득을 기초로 DSP 모듈(120)의 선택대역통과필터(126)와 세부대역통과필터(128)의 필터계수를 연산하여 필터계수 저장부(122)에 저장한다. The
따라서 상기의 구성과 작용을 통해 사용자는 난청을 보상하기 위한 선택대역통과필터(126)와 세부대역통과필터(128)를 설정할 수 있다. 이때 선택대역통과필터(126)는 20Hz~20KHz의 가청주파수 대역에 대해 선택적으로, 예를 들면 음성 대역으로서 500Hz~4KHz와 같이 설정될 수 있으며, 세부대역통과필터(128)는 옥타브 대역이나 1/3옥타브 대역으로 설정될 수 있다. Accordingly, the user can set the selective bandpass filter 126 and the detailed bandpass filter 128 for compensating for hearing loss through the above configuration and operation. At this time, the selective bandpass filter 126 may be selectively set for an audio frequency band of 20Hz to 20KHz, for example, 500Hz to 4KHz as a voice band, and the detailed bandpass filter 128 is an octave band or 1/ It can be set to 3 octave bands.
도면 제9도는 본 발명의 모바일 프로세서(102)에 의해 필터계수를 산출하는 구성을 도시한다. 9 shows a configuration for calculating filter coefficients by the
S100 : 먼저 중심주파수를 1KHz로 설정하고 필터계수의 산출을 시작한다.S100: First, set the center frequency to 1KHz and start calculating the filter coefficients.
S110 : 먼저 모바일 프로세서(102)는 등감곡선 데이터 메모리(106)로부터 파형 데이터를 중심주파수 파형으로 독출하여 출력프레임 메모리(134)에 저장하고 오디오 인터페이스(108), 또는 근거리 통신부(112)를 통해 사용자의 청각으로 전달한다. S110: First, the
S120 : 이어 모바일기기(100)의 사용자는 최소감지 레벨을 최소감지 볼륨입력부(110)를 통해 입력하여 모바일 프로세서(102)에 제공한다. S120: Then, the user of the
S130 : 모바일 프로세서(102)는, 입력된 최소감지레벨을 근거로 선택대역통과필터(126)와 세부대역통과필터(128)의 필터계수를 연산한다. S130: The
S140 : 이어 모바일 프로세서(102)는, 등감곡선 데이터 메모리로부터 입력된 최소감지레벨에 대응되는 등감곡선 데이터를 검색하여 독출하고 해당 등감곡선 데이터의 다른 대역의 주파수에 대해 등감곡선 상의 이득을 환산하여 대역별로 파형 데이터를 독출하여 S110부터 반복한다. S140: Next, the
상기 구성에서 선택대역통과필터(126)와 세부대역통과필터(128)의 필터계수는;In the above configuration, the filter coefficients of the selective bandpass filter 126 and the subbandpass filter 128 are;
S132 : 필터의 계수를 결정하는 대역별 중심주파수 및 대역폭 결정하고,S132: Determine the center frequency and bandwidth for each band that determines the coefficient of the filter,
S133 : 대역별 이득을 계산하기 위한 중심주파수를 입력하며,S133: Input the center frequency for calculating the gain for each band,
S134 : 대역별 이득의 기여함수를 행렬로 계산하고,S134: Calculate the contribution function of the gain for each band as a matrix,
S135 : 대역별 기여행렬의 특이값을 분해(Singular Value Decomposition, SVD)하며,S135: Singular Value Decomposition (SVD) of the contribution matrix for each band,
S136 : 변환행렬 및 필터계수를 연산하여 필터계수 저장부(122)에 저장한다. S136: Calculate the transformation matrix and filter coefficients and store them in the filter coefficient storage unit 122 .
상기의 필터계수 연산 및 저장과정은, 선택대역통과필터(126)로 설정되는 가청주파수 대역에 대해 옥타브 대역 또는 1/3옥타브 대역의 세부대역통과필터(128)의 대역별 이득 보상을 부여하는 특징을 가진다. In the above filter coefficient calculation and storage process, the gain compensation for each band of the sub-band pass filter 128 of the octave band or 1/3 octave band is given to the audible frequency band set by the selective band pass filter 126. have
도면 제10도는 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기의 동작 구성과 작용 관계를 도시한다. 앞의 도면 제7도 내지 제9도를 통해 설명된 바와 같이 구성된 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기는 도시된 구성으로써 동작할 수 있다. FIG. 10 shows the operational configuration and operational relationship of a mobile hearing aid equipped with a user adaptive digital filter of the present invention. A mobile hearing aid having a user adaptive digital filter of the present invention configured as described with reference to FIGS. 7 to 9 above may operate with the illustrated configuration.
본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기는, 오디오 인터페이스(108)를 통해 마이크로폰으로 입력되는 소리를 A/D 변환 하여 입력프레임 메모리(124)에 저장하고, 상기 입력프레임 메모리(124)의 데이터는 선택대역통과필터(126)를 거쳐 처리대상신호의 대역이 선택적으로 필터링된다. 상기 필터링된 신호 데이터는 세부대역 통과필터(128)를 통해 사용자에 대해 옥타브 대역 또는 1/3옥타브 대역별로 이득을 조절하여 난청을 보상하며, 모바일 프로세서(102)에 의해 출력프레임 메모리(134)에 저장되어 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)에 제공하여 사용자에게 난청이 보상된 소리로 전달된다.The mobile hearing aid having a user adaptive digital filter of the present invention, A/D-converts the sound input to the microphone through the audio interface 108 and stores it in the input frame memory 124, and the input frame memory 124 The data of the target signal is selectively filtered through the selective band-pass filter 126 . The filtered signal data compensates for hearing loss by adjusting the gain for each octave band or 1/3 octave band for the user through the subband pass filter 128, and is stored in the output frame memory 134 by the
이때 상기 세부대역 통과필터(128)의 필터링된 신호 데이터는, 대역 신호 적분부(130);에 공급되어 필터링된 신호 데이터의 크기를 산출하며, 상기 대역 신호 적분부(130)의 출력은 임계 레벨 결정부(132)에 공급되어 상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이하인 경우에는 잡음으로 판단하여 출력프레임 메모리(134)의 데이터를 모두 삭제하여 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)를 통한 소리가 무음으로 처리되도록 한다. In this case, the filtered signal data of the subband pass filter 128 is supplied to the
이상과 같이 설명된 본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기에 의하면, 가청주파수 대역에 대해 선택대역통과필터로써 처리대역을 선택하고, 세부대역 통과필터로써 난청 대역별 이득 보상이 이루어지며 잡음 레벨 이상의 입력 신호에 대해서 선택적으로 동작하는 기술적 특징을 제공한다. According to the mobile hearing aid provided with the user adaptive digital filter of the present invention described above, a processing band is selected as a selective bandpass filter for an audible frequency band, and a gain compensation for each hearing loss band is performed as a detailed bandpass filter. Provides technical features that selectively operate on input signals above the noise level.
본 발명의 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기 기술은, 비록 한정된 실시예들과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the mobile hearing aid technology with a user adaptive digital filter of the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention and the equivalents of the claims to be described below.
100 : 모바일기기 102 : 모바일 프로세서
104 : 이동통신유닛 106 : 등감곡선 데이터 메모리
108 : 오디오 인터페이스 110 : 최소감지 볼륨입력부
112 : 근거리 통신부 120 : DSP 모듈
122 : 필터계수 저장부 124 : 입력프레임 메모리
126 : 선택대역통과필터 128 : 세부대역통과필터
130 : 대역 신호 적분부 132 : 임계 레벨 결정부
134 : 출력프레임 메모리100: mobile device 102: mobile processor
104: mobile communication unit 106: isometric curve data memory
108: audio interface 110: minimum detection volume input unit
112: short-distance communication unit 120: DSP module
122: filter coefficient storage unit 124: input frame memory
126: selective bandpass filter 128: detailed bandpass filter
130: band signal integrator 132: threshold level determiner
134: output frame memory
Claims (10)
상기 모바일기기(100)는,
모바일기기(100) 전반의 제어를 수행하는 모바일 프로세서(102);와,
이동통신유닛(104);
가청주파수별 파형 데이터와 등감곡선 데이터를 저장하는 등감곡선 데이터 메모리(105);
마이크로폰 입력을 A/D 변환하고, 스피커 및 이어폰 출력 데이터를 제공받아 D/A 변환하여 출력하는 오디오 인터페이스(108);
상기 오디오 인터페이스(108)를 통해 마이크로폰 입력 데이터를 제공받고 이를 청감보정하며 잡음을 제거하는 DSP 모듈(120);
모바일 프로세서(102)에 의해 등감곡선 데이터 메모리(105)로부터 가청주파수별 파형 데이터를 독출하고 오디오 인터페이스(108)를 통해 출력하여 사용자로부터 최소가청이득을 입력받는 최소감지 볼륨입력부(110);
블루투스 내지는 NFC와 같은 오디오 데이터를 무선이어폰이나 무선 골전도 변환기로 제공하는 근거리 통신부(112);를 구비하고,
상기 DSP 모듈(120)은,
오디오 인터페이스(108)를 통해 마이크로폰으로 입력되는 소리의 A/D 변환 데이터를 저장하는 입력프레임 메모리(124);와,
상기 입력프레임 메모리(124)의 데이터에 대해 처리대상신호의 대역을 선택적으로 통과시키는 선택대역통과필터(126);
상기 처리대상신호의 대역에 대해 옥타브 대역 또는 1/3옥타브 대역별로 이득을 조절하여 통과시키는 세부대역 통과필터(128);
상기 세부대역 통과필터(128)의 필터링된 신호 데이터를 저장하고 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)에 제공하여 사용자에게 소리로 전달할 수 있도록 하는 출력프레임 메모리(134); 를 구비하여,
상기 선택대역통과필터(126)와 세부대역 통과필터(128)의 중심주파수들과 통과신호의 이득이 필터계수로써 조절되며,
상기 필터계수들은 모바일 프로세서(102)로부터 연산되어 필터계수 저장부(122)에 저장되고,
세부대역 통과필터(128)의 필터링된 신호 데이터가 대역 신호 적분부(130)에 공급되어,
필터링된 신호 데이터의 크기를 산출하며,
상기 대역 신호 적분부(130)의 출력은 임계 레벨 결정부(132)에 공급되어,
상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이상인지의 여부가 모바일 프로세서(102)에서 판단되도록 제공하며,
상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이상인 경우에는
출력프레임 메모리(134)의 데이터를 유효한 것으로 판단하여 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)에 제공되도록 하며,
상기 세부대역 통과필터(128)에서 산출된 신호 데이터의 크기가 임계 레벨 이하인 경우에는
잡음으로 판단하여 출력프레임 메모리(134)의 데이터를 모두 삭제하여 오디오 인터페이스(108)나 근거리 통신부(112)를 통한 소리가 무음으로 처리되도록 구성되고,
상기 모바일 프로세서(102)는,
중심주파수를 1KHz로 설정하고,
등감곡선 데이터 메모리(106)로부터 파형 데이터를 중심주파수 파형으로 독출하여 출력프레임 메모리(134)에 저장하고 오디오 인터페이스(108), 또는 근거리 통신부(112)를 통해 사용자의 청각으로 전달하며,
사용자는 최소감지 레벨을 최소감지 볼륨입력부(110)를 통해 입력하여 모바일 프로세서(102)에 제공하고,
상기 모바일 프로세서(102)는, 입력된 최소감지레벨을 근거로 선택대역통과필터(126)와 세부대역통과필터(128)의 필터계수를 연산하며,
상기 필터계수는;
모바일 프로세서(102)에 의해 필터의 계수를 결정하는 대역별 중심주파수 및 대역폭을 결정하고, 이어 대역별 이득을 계산하기 위한 중심주파수를 입력하며, 대역별 이득의 기여함수를 행렬로 계산하고, 대역별 기여행렬의 특이값을 분해(Singular Value Decomposition, SVD)하여, 변환행렬 및 필터계수를 연산하여 필터계수 저장부(122)에 저장되며,
등감곡선 데이터 메모리(106)로부터 입력된 최소감지레벨에 대응되는 등감곡선 데이터를 검색하여 독출하고 해당 등감곡선 데이터의 다른 대역의 주파수에 대해 등감곡선 상의 이득을 환산하여 대역별로 파형 데이터를 독출하여 각 파형을 중심주파수로하여,
등감곡선 데이터 메모리(106)로부터 파형 데이터를 중심주파수 파형으로 독출하여 출력프레임 메모리(134)에 저장하고 오디오 인터페이스(108), 또는 근거리 통신부(112)를 통해 사용자의 청각으로 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사용자 적응형 디지털 필터를 구비한 모바일 보청기.A mobile hearing aid having a user's mobile device 100 and a user adaptive digital filter having a wired or wireless earphone connected to the mobile device 100, or a wired or wireless bone conduction transducer, the mobile hearing aid comprising:
The mobile device 100,
Mobile processor 102 for performing overall control of the mobile device 100; And,
mobile communication unit 104;
an isometric curve data memory 105 for storing waveform data for each audible frequency and isometric curve data;
an audio interface 108 that A/D converts a microphone input, receives speaker and earphone output data, and D/A-converts the output data;
a DSP module (120) for receiving microphone input data through the audio interface (108), correcting it, and removing noise;
a minimum sensing volume input unit 110 that reads waveform data for each audible frequency from the isometric curve data memory 105 by the mobile processor 102 and outputs it through the audio interface 108 to receive a minimum audible gain from the user;
and a short-range communication unit 112 for providing audio data such as Bluetooth or NFC to a wireless earphone or a wireless bone conduction transducer;
The DSP module 120,
Input frame memory 124 for storing A/D conversion data of sound input to the microphone through the audio interface 108;
a selection band-pass filter 126 for selectively passing a band of a signal to be processed with respect to the data of the input frame memory 124;
a sub-band pass filter 128 that passes through the band of the target signal by adjusting a gain for each octave band or 1/3 octave band;
an output frame memory 134 for storing the filtered signal data of the subband pass filter 128 and providing it to the audio interface 108 or the short-distance communication unit 112 to transmit sound to the user; provided with
The center frequencies of the selective band pass filter 126 and the sub-band pass filter 128 and the gain of the pass signal are adjusted as filter coefficients,
The filter coefficients are calculated from the mobile processor 102 and stored in the filter coefficient storage unit 122,
The filtered signal data of the subband pass filter 128 is supplied to the band signal integrator 130,
Calculate the size of the filtered signal data,
The output of the band signal integrator 130 is supplied to the threshold level determiner 132,
It provides for the mobile processor 102 to determine whether the size of the signal data calculated by the subband pass filter 128 is equal to or greater than a threshold level,
When the size of the signal data calculated by the subband pass filter 128 is equal to or greater than the threshold level,
It is determined that the data in the output frame memory 134 is valid and provided to the audio interface 108 or the short-range communication unit 112,
When the size of the signal data calculated by the subband pass filter 128 is less than the threshold level,
It is determined that it is noise and deletes all data in the output frame memory 134 so that the sound through the audio interface 108 or the short-range communication unit 112 is processed as silence,
The mobile processor 102,
Set the center frequency to 1KHz,
The waveform data is read from the isometric data memory 106 as a center frequency waveform, stored in the output frame memory 134, and transmitted to the user's hearing through the audio interface 108 or the short-range communication unit 112,
The user inputs the minimum detection level through the minimum detection volume input unit 110 and provides it to the mobile processor 102,
The mobile processor 102 calculates filter coefficients of the selective bandpass filter 126 and the subbandpass filter 128 based on the input minimum detection level,
The filter coefficient is;
The mobile processor 102 determines the center frequency and bandwidth for each band that determines the coefficients of the filter, then inputs the center frequency for calculating the gain for each band, calculates the contribution function of the gain for each band in a matrix, and By decomposing the singular value of the contribution matrix of stars (Singular Value Decomposition, SVD), the transformation matrix and the filter coefficient are calculated and stored in the filter coefficient storage unit 122,
The isometric data memory 106 retrieves and reads the isometric data corresponding to the input minimum detection level, converts the gain on the isometric curve with respect to the frequencies of other bands of the corresponding isometric data, and reads out the waveform data for each band. With the waveform as the center frequency,
It is configured to read the waveform data from the isometric data memory 106 as a center frequency waveform, store it in the output frame memory 134, and transmit it to the user's hearing through the audio interface 108 or the short-range communication unit 112. A mobile hearing aid with a user adaptive digital filter.
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|---|---|---|---|
| KR1020210044536A KR102320472B1 (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Mobile hearing aid comprising user adaptive digital filter |
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