KR20090082605A - 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법및 이를 이용한 다채널 디지털 보청기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 디지털 보청기에 관한 것으로서, 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법에 있어서, 음성주파수 대역을 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법과, 다채널 디지털 보청기에 있어서, 음성신호를 입력받는 마이크로 폰, 상기 마이크로 폰을 통해 입력된 음성신호 중 유효 주파수 대역 이외의 신호를 삭제하여 출력하는 필터부, 상기 필터부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부, 상기 A/D 변환부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 미리 설정된 채널에 따라 분리하고, 각 채널의 디지털 음성신호를 설정된 이득정보에 따라 이득을 조절한 후, 각 채널별로 이득이 조절된 디지털 음성신호를 합성하여 출력하는 신호처리부, 상기 신호처리부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부 및 상기 D/A 변환부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 출력하는 출력부를 포함하되, 상기 채널은 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구성되는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기가 제공된다.

본 발명에 따르면 한국어를 사용하는 한국사람의 특성에 맞는 보청기를 통해 보다 만족감 있는 보청기의 사용이 가능하며, 한글의 특성에 맞는 주파수 분배를 통해 어음의 정확한 조절이 용이하고, 보다 더 적은 채널을 가지고도 현재의 16채널 보청기와 동일하거나 또는 뛰어난 효과를 볼 수 있다는 장점이 있다.

한국어, 언어특성, 음성특성, 다채널, 디지털 보청기, 보청기

Description

한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 디지털 보청기{Creation Method of channel of digital hearing-aid and Multi-channel digital hearing-aid}

본 발명은 한국인의 특성에 맞는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 보청기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한국어의 음향음성학적 특성이 반영되어 한국인이 쉽고 편리하게 이용할 수 있도록 안출된 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 보청기에 관한 것이다.

인간의 청력은 중이염 같은 청각기관에서 발생되는 질병, 소음환경에서의 장시간 노출, 각종 사고의 후유증, 그리고 노환 등의 여러가지 이유로 손상을 입게 되어 난청현상이 발생한다. 난청의 원인에 따라서 크게 전음성(conductive) 난청과 감각신경성(sensorineural) 난청으로 나뉘는데, 전음성 난청은 일반적인 아날로그 방식의 보청기를 이용하여 청력보상을 어느 정도 줄 수 있지만, 감각신경성 난청의 경우에는 주파수 대역마다 그 손상도가 달라서 일반적인 아날라그 방식의 보청기를 사용하기 힘들다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결학 위하여 요즘의 디지털 보청기는 입력신호를 여러 주파수 채널로 나누어 각 주파수 채널별로 이득을 조절해 난청인의 좁아진 청력범위를 정상인의 청력범위에 가깝게 보상해 주는 방식을 이용하고 있다. 듣는 능력의 손실에 의해 발생되는 난청을 보상해주기 위하여 사용되는 도구인 보청기는 난청인의 청력기관으로 입력되는 음향신호를 변형하여 결과적으로 뇌에 의해 인식되는 정도를 정상인과 같아지도록 하는 데 그 목적을 두고 있다.

한편, 독일 보청기 산업관련 포럼인 Forum Besser Hoeren에 14개 보청기 제조업체들이 가입되어 있으며, 이들 14개 제조사가 세계시장의 96%를 점유하고 있다(보청기 및 청력측정기기에 대한 기술 동향분석 44p, 2006, 산업자원부). 현재 한국시장에 대한 정확한 통계정보는 존재하지 않지만, 미국의 Starkey, Resound Miracle Ear, 캐나다의 Unitron 등 영어권 나라에서 제조되어 수입되는 물량이 전체 물량의 60% 정보를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 현재 한국시장에서 거래되는 보청기의 100%가 외국에서 수입된 제품이고, 그 중 약 60% 가량이 영어를 바탕언어로 사용하는 나라에서 제조된 제품이다.

각 나라의 언어에는 그 언어만의 고유특성이 존재한다. 사람의 가청주파수 대역은 20~20,000Hz에 이르지만, 실제 일상생활에서나 회화에 사용되는 언어는 100~8000Hz의 대역만을 사용하게 된다. 또한, 소리는 귀에서 듣느게 아닌 뇌에서 해석되어 이해되는 것이므로 우리가 자주 접하고 익숙한 소리에 대해 민감하게 반 응하게 된다. 영어의 경우 자음이 발달한 언어로서, 기본사용 주파수가 한글에 비해 고음에 치우쳐 있따. 즉, 주로 고주파수 대역에 포함되는 마찰음이 한글에 'ㅅ, ㅆ, ㅎ' 3개가 존재하는 것에 비해, 영어에서는 'f, v, s, z, θ, ζ, ð' 등 9개의 마찰음이 있다. 이들 마차음의 주파수 대역은 3600~8000Hz에 포함되어 있다.

한글의 언어구조는 주로 200~3000Hz에 모여있다(한국어 음소의 주파수 특성에 관한 연구). 한글은 모음의 언어로 기본 주파수의 파형이 주로 중저음에 포함되어 있으며 모음 판별에 중요한 f1, f2는 1500Hz 안에 거의 분포되어 있다. 이러한 특성은 고주파수 특성이 어음이해능력에 미치는 영향(2000, 박진희)에 잘나와 있는데, 이에 따르면 3000Hz, 40dB, 50dB에서의 어음재인도(word recognition score, WRS)는 각각 96.05와 96.65로 사실상 100~3000Hz 대의 주파수만을 사용해도 의사소통에 문제가 없음을 나타내고 있다.

Pascoe(1975)는 고주파수 난청자들에게 추가적으로 고주파수 정보를 제공함으로 어음인지도를 향상시킬 수 있다고 했지만, 그 이후의 Murray와 Byrne(1986)는 추가적인 고주파수의 정보제공이 음성신호의 distortion으로 인하여 난청자들에게 그리 큰 효과를 보이지 않는다고 했다. 또한, 가청한계치가 중저음과는 달라 주로 적은 에너지를 가지는 자음, 그 중에서 고음은 무시되고 안들리는 경우들이 많아 어음전달에 5% 정도의 명료도 효과 밖에 기대할 수 없다.

그럼에도 불구하고, 종래기술에 따른 캐나다 U사의 16채널 모델을 보면 채널의 8개가 3000Hz 이상의 고음에 분포되어 있으며, 한국인의 특성에 중요한 영향을 미치는 200-1500Hz의 영역에는 16개의 채널 중 3개의 채널만이 존재한다. 또한, 모 음의 조절에 중요한 300-450Hz 부분이나 f2가 분포된 750-1100Hz를 원할하게 조절할 수 있는 방법이 없다.

또한, 영어의 경우 기본 주파수 대역이 한글에 비해 비교적 높은 편이며, 모음의 길이, 말소리의 크기 및 강도 등에서도 차이가 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 언어적 특성차이로 인하여 영어권 지역에서 영어의 언어적 특성이 맞추어져 제작된 보청기의 경우 한국어의 언어적 특성을 반영하지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 한국어 및 한국인의 언어적, 음성학적 특성이 반영된 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 보청기를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법에 있어서, 음성주파수 대역을 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법결정방법이 제공된다.

여기서 상술한 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은 목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널을 더 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은, (a) 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 250Hz~700Hz의 f1 조절채널을 설정하는 단계; (b) 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 700Hz~1400Hz의 f2 조절채널을 설정하는 단계; (c) 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 1400Hz~3000Hz의 제1자음 조절 채널을 설정하는 단계; 및 (d) 한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 3000Hz~5000Hz의 제2자음 조절채널을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게 상기 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은, (e) 마찰음 조절을 위해 5000-6500Hz의 마찰음 조절채널을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 다채널 디지털 보청기에 있어서, 음성신호를 입력받는 마이크로 폰; 상기 마이크로 폰을 통해 입력된 음성신호 중 유효 주파수 대역 이외의 신호를 삭제하여 출력하는 필터부; 상기 필터부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 미리 설정된 채널에 따라 분리하고, 각 채널의 디지털 음성신호를 설정된 이득정보에 따라 이득을 조절한 후, 각 채널별로 이득이 조절된 디지털 음성신호를 합성하여 출력하는 신호처리부; 상기 신호처리부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부; 및 상기 D/A 변환부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 출력하는 출력부를 포함하되, 상기 채널은 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구성되는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기가 제공된다.

이때, 상술한 채널은, 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하는 250Hz~700Hz의 f1 조절채널; 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파 수로 하는 700Hz~1400Hz의 f2 조절채널; 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하는 1400Hz~3000Hz의 제1자음 조절채널; 및 한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하는 3000Hz~5000Hz의 제2자음 조절채널을 포함할 수 있다.

또한, 상술한 채널은, 마찰음 조절을 위한 5000-6500Hz의 마찰음 조절채널을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 채널은, 목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 다채널 보청기는 대화음의 크기를 55dB로 설정하도록 구성될 수 있으며, 또한, 음절간격을 200~250ms로 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 다채널 보청기는 남자 사용자의 경우 2642Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하며, 여자 사용자의 경우 2856Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하도록 구성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 디지털 보청기에 따르면 한국어를 사용하는 한국사람의 특성에 맞는 보청기를 통해 보다 만족감 있는 보청기의 사용이 가능해진다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 한글의 특성에 맞는 주파수 분배를 통해 어음의 정 확한 조절이 용이하고, 보다 더 적은 채널을 가지고도 현재의 16채널 보청기와 동일하거나 또는 뛰어난 효과를 볼 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 어음의 중요한 위치인 한글모음의 f1과 f2의 조절과 함께, 한글자음의 2가지 종류의 평균치를 통한 채널구분으로 자음과 모음의 조절이 편리하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 한국어의 어음특성을 바탕으로 해서 안출되었기에 소리조절은 물론 말과 말소리 사이의 간격을 고려한 압축과 해제시간이 변형된 WDRC 방식 등을 통하여 보청기 적응시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법 및 이를 이용한 다채널 디지털 보청기에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정과정을 도시한 순서도이다.

다채널 디지털 보청기는 전술한 바와 같이, 입력신호(마이크로 폰을 통해 입력되는 음성신호)를 주파수 대역에 따라 채널로 나누어 각 주파수 채널별로 이득을 조절해 난청인의 좁아진 청력범위를 정상인의 청력범위에 가깝게 보상해 주는 방식을 이용게 된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은 이러한 보청기의 채널을 설정하는 방법에 관한 것으로서, 입력되는 음성주파수 대역을 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구분하여 설정하게 된다. 이하에서 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 채널설정방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 채널설정방법은 목소리 톤을 조절하기 위하여 100~250Hz 대역을 목소리 톤 조절채널로 설정한다(S100). 보청기를 사용하는 고도난청자들을 살펴보면, 보청기의 오랜 사용으로 목소리 자체가 변하는 사람들을 볼 수 있다. 목소리가 굵어지고 저음톤이 많이지게 된다. 이러한 현상은 인간이 소리를 듣고 그 소리에 맞춰 스스로 발음을 교정하는 데에서 발생되는 현상이다. 즉, 종래기술에 따른 보청기의 경우 사람의 목소리 톤을 결정하는 100-250Hz의 음압을 교정할 수 있게 하는 방법이 없다는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 채널설정방법은 100~250Hz 대역을 목소리 톤 조절채널을 이용해 목소리 톤의 교정이 가능하게 된다. 또한, 음성의 많은 에너지를 가진 100-250Hz 사이의 저음을 조절할 수 있도록 하여 톤조절 뿐만 아니라 폐쇄효과도 일부 줄여주는 기능을 할 수 있다.

본 발명에 따른 채널설정방법은 한글모음의 f1을 조절하기 위하여 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 250Hz~700Hz 대역을 f1 조절채널로 설정한다(S102). 한글모음의 f1 주파수의 평균(최고치 '아'와 최소치 '이'를 뺀 나머지 음소주파수들의 평균)은 416Hz이다. 416Hz를 중심주파수로 250-700Hz를 하나의 채널로 하면 모음의 조정이 정확하고 보다 간편해질 수 있다.

본 발명에 따른 채널설정방법은 한글모음의 f2을 조절하기 위하여 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 700Hz~1400Hz 대역을 f2 조절채널 로 설정한다(S104). 한글모음의 f2 주파수의 평균('이', '애' 모음을 제외한 나머지 모음의 평균)은 1000Hz이다. 모음은 보통 4개정도의 포먼트로 구성이 되는데 소리를 구별하는 가장 중요한 포먼트는 f1, f2 포먼트이다. 모음의 f2는 모음의 차이를 구별하게 해주는 중요한 역활로, 말소리를 좀 더 편하게 듣게하기 위해 유용하다.

한편, 본 발명에 따른 채널설정방법은 한글자음을 구분(한글자음1 : ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ, 한글자음2 : ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)하여, 한글자음1과 한글자음2를 조절하기 위한 채널을 설정한다.

즉, 본 발명에 따른 채널설정방법은 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여, 1400Hz~3000Hz 대역을 제1자음 조절채널로 설정한다(S106). 자음 'ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ'의 주파수의 평균은 1639Hz이다. 이 자음을 조절하기 위해서 1400Hz~3000Hz 대역을 하나의 채널로 설정해, 자음을 조절해 주는 역할을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 채널설정방법은 한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여, 3000Hz~5000Hz 대역을 제2자음 조절채널로 설정한다(S108). 자음 'ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ'의 중심주파수는 4140Hz이다. 전술한 바와 같은 자음을 조절하기 위해서 3000Hz~5000Hz(중심주파수 4140Hz) 대역을 하나의 채널로 설정해 자음을 조절할 수 있는 역할을 할 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따른 채널설정방법은 'ㅅ, ㅆ'의 마찰음 조절을 위해 5000-6500Hz 대역을 마찰음 조절채널로 설정한다(S110).

한편, 시판 중인 보청기의 유효 주파수는 200~7400Hz를 사용하고 있다. 그러나 이 주파수범위(200~7400Hz)는 영어의 유효주파수로, 한글은 후행모음과 'ㅏ', 'ㅅ'의 후행모음인 6461Hz를 유효주파수로 하여 250-6500Hz로 사용하면 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 구성 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기(100)는 마이크로 폰(102), 필터부(104), A/D 변환부(106), 신호처리부(110), D/A 변환부(130) 및 출력부(132)를 포함할 수 있다.

마이크로 폰(102)은 음성신호(외부 소리)를 입력받아 전기적 신호로 변환하여 출력하게 된다. 본 발명에 따른 보청기(100)는 2개의 마이크로 폰(102)을 이용하여 소리의 지향특성이 향상될 수 있도록 구성될 수 있다.

필터부(104)는 마이크로 폰(102)을 통해 입력된 음성신호 중 유효 주파수 대역 이외의 신호를 삭제하여 출력하게 된다. 전술한 바와 같이, 한글의 유효 주파수 대역은 250-6500Hz이고, 본 발명에 따른 보청기(100)의 경우 목 소리톤 조절채널(100-250Hz)을 설정해서 사용하게 되므로, 기본적으로 설정되는 유효 주파수 대역범위는 100~6500Hz로 설정된다. 이러한 유효 주파수 대역범위는 사용자의 조작에 따라 변경될 수 있다. 유효 주파수 대역이 기본값(100~6500Hz)으로 설정되어 있는 경우, 필터부(104)는 마이크로 폰(102)을 통해 입력되는 100~6500Hz 이외의 대역의 신호를 삭제하여 A/D 변환부(106)로 출력하게 된다.

A/D 변환부(106)는 필터부(104)로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 입력받아 디지털 음성신호로 변환하여 신호처리부(110)로 출력하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 신호처리부(110)는 A/D 변환부(106)로부터 출력되는 디지털 음성신호를 미리 설정된 채널에 따라 분리하고, 각 채널의 디지털 음성신호를 설정된 이득정보에 따라 이득을 조절한 후, 각 채널별로 이득이 조절된 디지털 음성신호를 합성하여 출력하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 신호처리부(110)는 각 채널로 입력된 신호를 디지털 신호 중 고음역 부분과 저음역 부분을 각각의 사인파 발생기로 발생되는 특정 사인파들의 합을 입력신호로 사용하고, 입력신호에 따라 특정 사인파들의 합을 보상신호로 사용하여 해당 대역의 난청보상 이득을 계산하여 이를 누적하여 출력하게 된다.

이때, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 상술한 바와 같이, 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널을 이용하도록 구성된다. 즉, 한국어의 언어적, 음성학적 특성에 따라 모음을 조절하기 위한 채널 2개와 자음을 조절하기 위한 채널 2개를 설정하여 사용하도록 구성되는 것이다. 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)에서 이용되는 채널은 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글모음의 f1을 조절하기 위한 250Hz~700Hz 대역의 f1 조절채널(114), 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글모음의 f2를 조절하기 위한 700Hz~1400Hz 대역의 f2 조절채널(116), 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글자음1을 조절하기 위한 1400Hz~3000Hz 대역의 제1자음 조절채널(118), 한글 자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글자음2를 조절하기 위한 3000Hz~5000Hz 대역의 제2자음 조절채널(120), 마찰음 조절을 위한 5000-6500Hz 대역의 마찰음 조절채널(122)로 구성될 수 있다.

또한, 보다 더 바람직하게 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)에서 이용되는 채널은, 목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널(112)을 더 포함할 수 있다. 목소리 톤 조절채널을 이용하는 경우, 전술한 바와 같이 보청기 사용시 목소리가 굵어지고 저음톤이 많이지게 되는 현상을 방지할 수 있다.

D/A 변환부(130)는 신호처리부(110)로부터 출력되는 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 출력하게 되고, 출력부(132)는 D/A 변환부(130)로부터 출력되는 전기적인 아날로그 음성신호를 입력받아 음향신호로 변환하여 출력하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 출력부(132)는 보청기용 H-bridge speaker로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 대화음의 크기를 55dB로 설정하도록 구성될 수 있다. 한국인의 영어단에 대한 강세인지도와 데시벨분석 실험(2003, 김은정)이란 논문에 따르면, 한국인의 말소리가 외국인에 비해 평균적으로 6dB 가량 작게 말하는 것으로 나와 있다. 즉. 실제 말소리의 평균치라고 알고있는 60dB의 경우 WRS 검사시 오히려 인지도가 더 떨어지는 결과를 보였는데, 한국인의 말소리 크기는 대략 50dB 전후로 대화음이 자리한다. 즉, 현재 사용하고 있는 WDRC 방식의 압축방식 및 내부의 알고리즘에 변화를 줄 필요성이 있는 것이다(고주 파수 청력손실이 어음이해에 미치는 영향, 2000, 박진희). 소리의 크기가 변화하는 것만으로도 WRS검사시 5% 가까운 변화가 일어나게 된다. 또한, "청각장애아동의 이차 청력손실 예방을 위한 효율적인 보청기 이득수치 조장방안"(2003, 최성규)에서 현재의 소리조절 방식에서 -5dB를 줄여주면 청력손실을 예방하고 어음의 명료도를 유지시키기 위한 방법이라고 제시한 것처럼 소리의 크기의 적정한 조절만으로도 어음명료도가 향상될 수 있다. 또한, 한국인의 말소리는 '한국인의 말소리 크기' 논문에 따르면 강세부분에서는 8dB정도가 커지고, 일반적인 상황에서는 6dB정도 큰소리로 대화를 하게 된다.

그러나 현재의 WDRC 방식은 큰소리를 90dB, 대화음을 60dB, 작은소리를 40dB로 설정하고 있으므로, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 기존의 WDRC 방식의 알고리즘에서 대화음의 크기를 55dB로 재설정하여 어음명료도를 향상시키고 적응기간을 단축시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 출력되는 음성의 음절간격을 200~250ms로 설정하여, 사용자가 보다 명확하게 음성신호를 인식할 수 있도록 구성될 수 있다. 한국어와 영어의 모음차에 대한 논문을 살펴보면 한국사람의 영어음절 간격에 대한 반응이 나온다. 그에 따라 한국인이 말하는 영어를 미국사람들이 잘못알아 듣는 이유에 대한 것을 보면, 음절간격에 대한 부분도 이유의 상당부분을 포함한다. 또한, 보청기에서도 소리를 압축하고 푸는 속도에 따라 말소리의 명료도가 달라진다. 그러나 종래기술에 의한 보청기의 경우 소리를 압축하고, 푸는 시간의 기준이 영어라는 기본음을 기준으로 되어 있기 때문에 이에 대한 보정이 필요하다. 디지털 보청기의 작동시간 및 해제시간의 기능(2007, 장순석)을 살펴보면, 영어권의 통상적인 음절 간격은 150~200ms인데 비해 한국인의 음절 간격은 약간 더 늘어난 200~250ms로 차이가 있음을 알 수 있다. 이러한 차이점은 작동시간과 해제시간의 차이를 불러오는데, 이러한 차이점을 반영하여 보청기 해제시간의 음절간격을 200~250ms로 설정하여 적용하는 경우, 현재 한국인의 말소리에 익숙한 뇌의 신호처리 시스템이 보다 빠르고 효율적으로 보청기 소리에 적응할 수 있으며, 보다 더 말소리를 명확하게 인식할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 남자 사용자의 경우 2642Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하며, 여자 사용자의 경우 2856Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하도록 구성될 수 있다. 한국 성인과 소아의 외이도 공명 특성과 길이(2000, 정향숙)을 살펴보면, 한국 사람의 외이도 공명치를 소개하고 있다. 영어권의 서양인에 비해 체격적으로 좀 더 작은 편에 속하는 한국인의 경우 외이도 공명치가 남자의 경우 2642Hz, 여자의 경우 2856Hz 평균치가 나옴을 알 수 있다. 보청기를 착용하는 경우 외이도의 공명치가 사라지는데 보청기에서 이러한 외이도 공명치를 가상으로 만들어주게 된다. 이러한 외이도 공명치를 한국인의 평균으로 입력하게 되면 말소리를 듣는게 보다 더 편안하게 된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 동작과정을 도시한 순서도이다. 이하에서 도 3을 참조하여 상술한 바와 같이 구성되는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 동작과정을 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 음성신호(외부의 소리)를 마이크로폰(102)을 통해 입력받아 전기신호로 변환하고, 변환된 음성신호에서 유효 주파수 대역 외의 신호를 삭제하여 유효 주파수 대역의 신호만을 남긴다(S300). 이때, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)는 유효 주파수 대역이 기본값(100~6500Hz)으로 설정되어 있는 경우, 마이크로 폰(102)을 통해 입력되는 100~6500Hz 이외의 대역의 신호를 삭제한다.

다음으로 디지털 보청기(100)는 아날로그 음성신호를 입력받아 디지털 음성신호로 변환한 후(S302), 변환된 디지털신호를 주파수 대역을 기준으로 다채널로 분할하여 각각의 채널로 출력한다(S304). 이때, 본 발명에 따른 디지털 보청기(100)에서 이용되는 채널은 목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널, 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글모음의 f1을 조절하기 위한 250Hz~700Hz 대역의 f1 조절채널, 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글모음의 f2를 조절하기 위한 700Hz~1400Hz 대역의 f2 조절채널, 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글자음1을 조절하기 위한 1400Hz~3000Hz 대역의 제1자음 조절채널, 한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 한글자 음2를 조절하기 위한 3000Hz~5000Hz 대역의 제2자음 조절채널, 마찰음 조절을 위한 5000-6500Hz 대역의 마찰음 조절채널이 이용된다. 변환된 디지털 음성신호는 미리 설정된 주파수 대역에 따라 분할되어 채널로 출력된다.

디지털 보청기(100)는 각 채널로 입력된 신호를 디지털 신호 중 고음역 부분과 저음역 부분을 각각의 사인파 발생기로 발생되는 특정 사인파들의 합을 입력신호로 사용하고, 입력신호에 따라 특정 사인파들의 합을 보상신호로 사용하여 해당 대역의 난청보상 이득(청력 데이터에 따른 이득조절 값)을 계산하여 채널별로 신호의 이득을 조정한 후, 이득이 조정된 신호를 합산한다(S306, S308).

이득이 조정된 신호가 합산된 후, 디지털 보청기(100)는 남자 사용자의 경우 2642Hz의 외이도 공명치를 적용하여 합산된 신호를 증폭하여 출력하며, 여자 사용자의 경우 2856Hz의 외이도 공명치를 적용하여 합산된 신호를 증폭하여 출력한다(S310).

외이도 공명치에 따른 증폭이 종료된 후, 디지털 보청기(100)는 보상이득을 이용하여 난청이 보상된 데이터를 아날로그 신호로 변환한 후(S312), 변환된 아날로그의 전기신호를 음향신호로 변환하여 출력한다(S314).

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정과정을 도시한 순서도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 구성 블록도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 동작과정을 도시한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기

102 : 마이크로 폰 104 : 필터부

106 : A/D 변환부 110 : 신호처리부

130 : D/A 변환부 132 : 출력부

Claims (11)

1. 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법에 있어서,

   음성주파수 대역을 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은 목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널을 더 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은,

   (a) 한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 250Hz~700Hz의 f1 조절채널을 설정하는 단계;

   (b) 한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하여 700Hz~1400Hz의 f2 조절채널을 설정하는 단계;

   (c) 한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 1400Hz~3000Hz의 제1자음 조절채널을 설정하는 단계; 및

   (d) 한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하여 3000Hz~5000Hz의 제2자음 조절채널을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법은,

   (e) 마찰음 조절을 위해 5000-6500Hz의 마찰음 조절채널을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기의 채널설정방법.
5. 다채널 디지털 보청기에 있어서,

   음성신호를 입력받는 마이크로 폰;

   상기 마이크로 폰을 통해 입력된 음성신호 중 유효 주파수 대역 이외의 신호를 삭제하여 출력하는 필터부;

   상기 필터부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부;

   상기 A/D 변환부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 미리 설정된 채널에 따라 분리하고, 각 채널의 디지털 음성신호를 설정된 이득정보에 따라 이득을 조절한 후, 각 채널별로 이득이 조절된 디지털 음성신호를 합성하여 출력하는 신호처리부;

   상기 신호처리부로부터 출력되는 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하여 출력하는 D/A 변환부; 및

   상기 D/A 변환부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 출력하는 출력부를 포함하되,

   상기 채널은 한글자음과 한글모음의 평균 주파수를 중심으로 적어도 4개 이상의 채널로 구성되는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 채널은,

   한글모음의 f1 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하는 250Hz~700Hz의 f1 조절채널;

   한글모음의 f2 주파수의 평균주파수를 중심주파수로 하는 700Hz~1400Hz의 f2 조절채널;

   한글자음1(ㄱ, ㄲ, ㅋ, ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㅎ)의 평균주파수를 중심주파수로 하는 1400Hz~3000Hz의 제1자음 조절채널; 및

   한글자음2(ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㅅ, ㅆ)의 평균주파수를 중심주파수로 하는 3000Hz~5000Hz의 제2자음 조절채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 채널은,

   마찰음 조절을 위한 5000-6500Hz의 마찰음 조절채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 디지털 보청기.
8. 제5항에 있어서,

   상기 채널은,

   목소리 톤을 조절하기 위한 100~250Hz의 목소리 톤 조절채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 보청기.
9. 제5항에 있어서,

   상기 다채널 보청기는 대화음의 크기를 55dB로 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 보청기.
10. 제5항에 있어서,

    상기 다채널 보청기는 음절간격을 200~250ms로 설정하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 보청기.
11. 제5항에 있어서,

    상기 다채널 보청기는 남자 사용자의 경우 2642Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하며, 여자 사용자의 경우 2856Hz의 외이도 공명치를 적용하여 음성을 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 한국어 특성에 맞는 다채널 보청기.

Images