KR20090065788A - 청력 측정 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청력 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 청력 검사와 청각능력 보정에 대한 검증에 있어서 음원에 대하여 각 청력별로 보정치가 처리된 청력 측정용 음데이터를 사용하여 실제 생활과 근접한 검사자의 청력을 찾아내고 이를 바탕으로 검사자에 적합한 보청기 보정치를 계산하고, 계산된 보정치를 실제 생활과 비슷한 환경의 음원에 적용하여 청력 측정 결과 검증용 음원을 만들어 보청기 사용 전에 보청기 사용시와 동일한 경험을 하도록 하는 청력 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

음원, 청력, 음성, 측정, PC, 전용장치

Description

청력 측정 장치 및 그 제어방법{Observation device for hearing and control method thereof}

본 발명은 청력 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 청력 검사와 청각능력 보정에 대한 검증에 있어서 음원에 대하여 각 청력별로 보정치가 처리된 청력 측정용 음데이터를 사용하여 실제 생활과 근접한 검사자의 청력을 찾아내고 이를 바탕으로 검사자에 적합한 보청기 보정치를 계산하고, 계산된 보정치를 실제 생활과 비슷한 환경의 음원에 적용하여 청력 측정 결과 검증용 음원을 만들어 보청기 사용 전에 보청기 사용시와 동일한 경험을 하도록 하는 청력 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래에는 청력 검사를 하기 위하여 이비인후과 또는 보청기 전문점을 직접 방문하기 때문에 많은 시간이 소요되고, 검사시 순음(pure tone) 또는 복합음(band tone)을 사용하여 검사자의 조작에 의하여 특정 주파수 대역을 선정한 후 검사음의 강도를 수동으로 조절하여 특정 주파수 대역에서의 청력을 결정하고, 이후에 다른 주파수 대역을 선정하여 그 대역에서의 청력을 측정하는 일을 되풀이 하게 되는데 순음을 이용한 결과로 보청기를 보정하면 실제 상황에서의 청력 손실보다 과도한 이득으로 보정되기 때문에 보청기 사용자들에게 불편함을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 청각 능력 측정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 검사자의 주파수 선택 단계(S1)와, 검사음 제시 단계(S2)와, 피 측정자의 응답 단계(S3)를 반복하며 청각 보정치 연산 단계(S4), 상기 연산된 청각 보정치를 보청기 적용 단계(S5)로 이루어지며 이때, 피 측정자의 정신 집중도 등에 따라 검사 결과가 다르게 나타날 수 있다.

인체의 청각은 물리적인 음의 크기와 상기 음에 대한 사람의 주관적인 판단의 크기인 라우드니스(loudness)는 비선형적이며, 이에 따라 하나의 크기 음만을 청력 검사용으로 사용하면, 다른 주파수 대역이나 다른 크기의 신호음에 대하여 실제 피측정자가 가지고 있는 청각 특성을 나타내지 않는다.

또한, 음의 크기를 세분하여 청력 검사에 사용하면 이 비선형성을 보정 할 수는 있지만 그렇다고 너무 많은 수로 세분화하면 실제 측정에 있어 피 측정자의 판단에 혼란을 초래하게 된다.

보청기의 보정이 잘 되었는지 확인하는 과정도 청력 측정시와 같은 과정을 거치거나 어음을 가지고 확인하게 되는데, 이는 실제 생활 환경에서의 사용과 차이를 나타내 보청기 착용후 실제 생활에서 보정치를 수정하면서 적응해 나가는 수주일 또는 수개월 동안 불편한 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

상기 본 발명의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전 가청주파수 대역에 걸쳐 고루 분포되어 있는 음성, 음악, 자연음 또는 인위적으로 합성된 음에 대하여 실제 생활할 때와 동일한 경험을 하도록 미리 경험하기 위한 청력 측정 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면 청력 측정 장치는 청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하는 주파수 밴드 구분부와, 상기 주파수 밴드 구분부로부터 수신된 상기 청력을 측정하기 위한 음데이터에 청력 단계별 보정치를 반영하여 연산하는 다수의 신호처리부, 및 상기 다수의 신호처리부 각각에서 연산된 밴드별 데이터를 수신하여 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성하는 주파수 밴드 합성부로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 다수의 신호처리부는 상기 측정용 음데이터를 생성하기 위하여 보정치가 적용된 기 구축된 음데이터에 불쾌감을 느끼는 왜곡값을 더 포함시키는 것을 해결 수단으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 주파수 밴드 구분부, 다수의 신호처리부 및 밴드 합성부는 프로그램화되어 PC 또는 서버에 구축되는 것을 해결 수단으로 한 다.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 주파수 밴드 구분부, 다수의 신호처리부 및 밴드 합성부는 알고리즘화된 모듈로 구축되어 전용장치에 구축되는 것을 해결 수단으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면 청력 측정 방법은 청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하는 단계와, 상기 주파수 밴드 구분부로부터 수신된 밴드별 데이터에 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산하는 단계와, 상기 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산된 밴드별 데이터에 최대적응레벨을 반영하여 획득된 값을 적용하여 밴드별로 연산하는 단계, 및 상기 연산된 밴드별 데이터를 수신하여 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성하는 단계로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 본인의 청력 특성을 스스로 또는 주변의 도움을 받아 측정하여 청각의 이상을 진단 할 수 있도록 도와주는 음원으로 사용되고, 청각 장애자들은 시간적인 여유를 가지고 반복적으로 음원을 청취하면서 본인에 적합한 청각 능력을 찾는 음원으로 사용하고, 세부 단계까지 적용하여 측정된 결과치를 통합적으로 적용하여 만든 음원으로 사용자에게 최적화된 소리를 경험 할 수 있고, 이 결과가 보청기 착용과 동일한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의해 생성되는 음원을 프로그램 또는 알고리즘(모듈에 포함 시킴.)으로 구축하여 개인용 음향기기에 적용함에 따라 최적의 소리를 들을 수 있도록 도와주는 효과가 있다.

아울러, 상기 개인용 음향기기에 활용 될 경우에는 음원이 재생되는 환경이 앰프의 특성, 스피커나 리시버의 특성에 따라 달라짐으로 PC내의 신호처리부분 특성이 개인용 음향기기 특성과 같이하여 PC에서 만들어진 결과를 개인용 음향기기에 적용하여 사용 및 개인용 음향기기에 PC에서 만들어진 음원을 이전하여 사용함에 따라 앰프의 특성, 스피커나 리시버의 특성이 달라 청각능력의 수치는 PC등에서 측정한 것과 다를 수 있으나 본인에게 최적화된 소리를 들을 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 청력 측정 장치 구성도로서, 상기 청력 측정 장치는 주파수 밴드 구분부(100)와, 다수의 신호처리부(200), 및 밴드 합성부(300)로 이루어진다.

상기 주파수 밴드 구분부(100), 다수의 신호처리부(200) 및 밴드 합성부(300)를 상세하기 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 사상을 설명하면 다음과 같다.

사람은 20Hz부터 20kHz까지 들을 수 있으나 연령이 증가하면서 도 3에 도시된 바와 같이 청각능력이 저하되며 상기 저하된 청각 능력을 보상하기 위한 이상적인 보청기는 도 4에 도시된 바와 같이 정상적인 청각 능력과 도 3에 도시된 청각 능력의 차이를 구하고, 일반적으로 불쾌감을 느끼는 소리의 크기를 반영한 주파수 밴드별 이득과 역동범위를 가지는 보정치를 보청기에 적용하고 추가적으로 주변의 소음 환경에서도 또렷한 음을 골라서 듣기 위하여 잡음을 제거하고, 마이크와 리시버의 근접으로 인하여 발생하는 하울링을 제거하게 된다.

또한, 본 발명에서는 종래에 다양한 연구에 의해서 측정된 다수의 청력 측정 데이터를 바탕으로 각 청력 측정데이터에 대한 보정치를 구하고, 각각의 청력 측정데이터에 대한 보정치가 갖는 주파수 밴드별 이득과 역동범위를 주파수 성분이 고르게 분포된 음성, 음악, 자연음 또는 인위적으로 합성된 음에 적용하는 신호처리를 수행함으로써 다수의 측정용 음데이터를 생성하고 상기 생성된 다수의 측정용 음데이터를 합성한다.

보다 상세하게, 상기 주파수 밴드 구분부(100)는 종래에 구축된 청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하고 상기 구분된 주파수 밴드별 음데이터를 해당하는 각각의 신호처리부(200)로 전송한다.

특히, 상기 음데이터는 음원 즉, 음성, 음악, 자연음, 또는 인위적으로 합성된 음 등을 데이터화한 것이다. 아울러, 인위적으로 합성된 음을 데이터로 사용하는 경우에는 덧셈합성, 뺄셈합성, 증폭변호합성, 주파수변조합성, 웨이브렛합성, 그래뉼라합성, 물리적모델링합성법 등을 단독 또는 둘이상 조합하여 합성하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 신호처리부(200)는 상기 주파수 밴드 구분부(100)로부터 수신된 주파수 밴드별 음데이터를 수신하여 청력 구분에 따라 각 밴드별 이득과 역동범위 를 가지는 보정치를 적용하여 연산한다.

또한, 밴드별 데이터의 최대치가 최대적응레벨을 넘어서는 것을 피 측정자에게 알려주기 위하여 불쾌감을 느끼는 왜곡값을 적용한다.

상기 다수의 신호처리부(200) 각각이 수행하는 원리를 도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

예컨대, 다수의 주파수 밴드 중 어느 한 임의의 주파수 밴드에서 피측정자가 인지 할 수 있는 최소의 소리 크기가 도 5에 도시된 점선이 최저 인지 레벨이고. 청각능력 저하가 적게 예상되어 이득이 낮게 설정 되어진 측정용 음데이터를 듣고 있는 경우에는 피 측정자는 점선 이하의 음데이터를 듣지 못하게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 청각능력 저하가 크게 예측되어 이득이 크게 설정되어 있는 측정용 음데이터를 듣고 있는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 듣지 못하던 최저인지레벨 이하의 음데이터는 잘 들을 수 있으나 신호가 큰 부분에서 과도한 이익이 가해져 최대적응레벨 이상의 음데이터가 전달되어 A와 같이 지나치게 큰 음이 전달되거나 과도한 역동범위가 적용되어 B와 같이 되거나 전기적으로 큰 신호를 증폭할 능력이 없어 C와 같이 왜곡된 신호를 만들어 낸다.

아울러, 적정한 이득과 역동범위가 적용되어 최대 적응레벨로 맞춘 도 7은 작은 음데이터도 잘 들을 수 있고, 큰 음데이터도 왜곡이 없이 잘 들을 수 있다.

결과적으로, 피 측정자의 청각 능력과 일치하는 보정치가 적용된 음데이터를 청취해야 전 밴드에 대하여 손실되는 음데이터 또는 이득이 너무 커서 발생하는 왜곡의 현상이나 불편함이 없는 음데이터를 청취할 수 있기 때문에 도 7과 같은 음데이터 가 선택되도록 하는 것이다.

아울러, 상기 다수의 신호처리부(200) 각각에서 주파수 밴드별로 보정치를 적용하기 위하여 주파수 밴드 구분부(100)는 FFT(Fast Fourier Transform)에 의한 방법, 각 주파수 밴드별 밴드패스필터에 의한 방법, 서브밴드처리에 의한 방법 등으로 주파수 밴드별로 구분하여 신호처리부(200)로 전송된다.

주파수 밴드 합성부(300)는 다수의 신호처리부(200)로부터 구축된 보정치가 적용된 밴드별 데이터를 수신하여 통합하고 상기 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성한다.

한편, 상기 주파수 밴드 구분부(100), 다수의 신호처리부(200) 및 밴드 합성부(300)를 프로그램화 하여 PC 또는 서버에 구축되어 시뮬레이션되는 것이 바람직함은 물론, 상기 주파수 밴드 구분부(100), 다수의 신호처리부(200) 및 밴드 합성부(300)가 알고리즘화되어 모듈로 구축되어 전용장치에 설치되는 것도 바람직하다.

본 발명을 사용하는 사용자는 실제 생활에서 전 대역에 걸쳐 고르게 분포된 음원을 찾기 어려운 것은 물론, 피 측정자가 정확하게 분류하기에 한계가 있음으로 다수개의 밴드로 나누어 각 밴드에 고르게 분포되어 있는 음데이터를 찾아 신호처리하여 측정용 음데이터를 생성하여 합성하는 것도 바람직하다.

더욱이, 주요 자음의 발음과 관련된 에너지가 많이 포함되어 명료도의 70%를 결정하는 500㎐ 내지 2㎑의 주파수 성분 및 청각 장애가 있는 부분에 대하여 세밀하게 측정하기 위하여 500㎐ 내지 2㎑의 주파수를 더 세분화되게 나누어 측정용 음데이터를 생성하도록 구분하고 또한 장애가 있다고 판단되는 주파수 대역에 대해서 도 좀 더 세분화된 주파수 대역을 나누어 측정용 음데이터로 생성하도록 구분한다.

특히, 세분화되는 주파수는 자연 현상에 맞추어 로그스케일로 구분하는 것이 바람직하다.

상기 생성된 측정용 음데이터를 사용하는 청력 측정은 도 8에 도시된 바와 같이 넓은 대역의 측정용 음데이터(400)를 사용하여 전체적인 청각의 윤곽을 잡고 전체적인 보정치를 구한 이후에 상기 넓은 대역의 측정용 음데이터(400)에서 선택된 500Hz부터 2kHz 대역을 세분화한 측정용 음데이터(500)를 사용하여 세분화된 대역에서의 청각능력을 획득하고 장애가 있다고 판단되는 대역을 세분화한 장애대역 측정용 음데이터(600)를 사용하여 장애가 있다고 판단되는 대역에 대한 세분화된 청각 능력을 획득한다.

상기한 보정치 연산의 결과를 통합하여 피측정자의 청력 결과를 얻고 통합된 보정치 중에서 어느 한 보정치를 선택하여 진행하는 것도 바람직하다.

상기 측정용 음데이터와 같은 방법으로 검증용 음데이터를 생성할 수 있는 바, 상기 검증용 음데이터는 보정치가 기존에 모아진 측정 데이터에 의하여 예측된 것이 아니라 측정용 음원을 바탕으로 측정된 보정치가 사용된다.

따라서 음성, 음악, 자연음 또는 인위적으로 합성한 음에 측정된 통합 보정치 결과를 반영하여 만들어 지거나, 대역을 세분화하여 측정된 세부 대역 보정치가 적용되어 세부 대역 검증용으로 만들어진다. 실제 사용에 있어서는 PC 또는 전용장치에서 자동으로 위의 모든 검증용 음원이 만들어지고 사용자는 원하는대로 선택하여 사용한다.

도 9는 본 발명에 따른 청각 측정 제어방법 흐름도로서, 상기 청각 측정 제어방법은 다음과 같은 단계로 이루어진다.

청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하는 단계(S10)와, 상기 주파수 밴드 구분부로부터 수신된 밴드별 데이터에 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산하는 단계(S20)와, 상기 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산된 밴드별 데이터에 최대적응레벨을 반영하여 획득된 값을 적용하여 밴드별로 연산하는 단계(S30); 및 상기 연산된 밴드별 데이터를 수신하여 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성하는 단계(S40)로 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에 기술한 구체적인 설명은 단지 한 실시예이고 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 청각 측정 방법 흐름도

도 2는 본 발명에 따른 연령별 청각능력을 도시한 그래프

도 3은 본 발명에 따른 이상적인 청각 능력을 도시한 그래프

도 4는 본 발명에 따른 청력 측정 장치 구성도

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 보정치 연산을 위한 예시도

도 8은 본 발명에 따른 청각 측정 예시도

도 9는 본 발명에 따른 청각 측정 방법 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

100 : 주파수 밴드 구분부

200 : 다수의 신호처리부

300 : 주파수 밴드 합성부

400 :넓은 대역의 측정용 음데이터

500 : 500Hz부터 2kHz 대역을 세분화한 측정용 음데이터

600 : 장애대역 측정용 음데이터

Claims (5)

1. 청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하는 주파수 밴드 구분부와;

   상기 주파수 밴드 구분부로부터 수신된 상기 청력을 측정하기 위한 음데이터에 청력 단계별 보정치를 반영하여 연산하는 다수의 신호처리부; 및

   상기 다수의 신호처리부 각각에서 연산된 밴드별 데이터를 수신하여 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성하는 주파수 밴드 합성부로 이루어진 것을 특징으로 하는 청력 측정 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 신호처리부는

   상기 측정용 음데이터를 생성하기 위하여 보정치가 적용된 음데이터에 불쾌감을 느끼는 왜곡값을 더 포함시키는 것을 특징으로 하는 청력 측정 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 주파수 밴드 구분부, 다수의 신호처리부 및 밴드 합성부는

   프로그램화되어 PC 또는 서버에 구축되어 것을 특징으로 하는 청력 측정 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 주파수 밴드 구분부, 다수의 신호처리부 및 밴드 합성부는 알고리즘화된 모듈로 구축되어 전용장치에 구축되는 것을 특징으로 하는 청력 측정 장치.
5. 청력을 측정하기 위한 음데이터에 대하여 각 주파수 밴드별로 구분하는 단계와;

   상기 주파수 밴드 구분부로부터 수신된 밴드별 데이터에 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산하는 단계와;

   상기 각 밴드별 보정치를 반영하여 연산된 밴드별 데이터에 최대적응레벨을 반영하여 획득된 값을 적용하여 밴드별로 연산하는 단계; 및

   상기 연산된 밴드별 데이터를 수신하여 통합된 보정치가 적용된 측정용 음데이터를 생성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 청력 측정 방법.

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