KR20170047928A - 청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
청력검사에 따른 사용자의 청력상태를 판단하고, 청력상태 각각에 대응하는 압축 시작점을 설정하고, 설정된 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치{Method and Apparatus for Hearing Calibration Based on Audiogram}
본 실시예는 청력도를 기반으로 청력을 보정하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
주변소음의 증가와 인구의 고령화 등으로 인해 난청 인구가 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 보청기와 같은 청력 보정 기기의 사용이 증가하고 있다. 청력 보정 기기는 사용자의 청력도를 측정하여 손실된 주파수 대역의 소리를 증폭해 주는 청력 보조기구이다.
청력보상에 사용되는 증폭 방식은 크게 선형 증폭(Linear Amplification)방식 및 비선형 증폭(Non-Linear Amplification) 방식이 있다.
선형 증폭 방식은 입력 음압이 포화(Saturation)되기 전까지 입력 음향의 증가율과 출력 음향의 증가율이 동일한 증폭 방식이다.
비선형 증폭 방식은 압축 시작점(Knee-point 또는 Compression Threshold)을 기준으로 입력 음향의 증가율에 비해서 출력 음향의 증가율이 서로 다른 증폭 방식이다. 이 방식은 사용자의 청력이 손상된 정도를 감안하여 증폭도를 조정해 주는 방식이다.
최근에는 이러한 비선형 증폭 방식 기반의 WDRC(wide dynamic range compression) 알고리즘이 많이 사용된다.
한편, 난청자의 경우, 청력 보정 기기를 착용했을 때, 작은 소리에서 큰 소리에 걸쳐 적당한 크기로 들리게 하기 위해 압축 시작점을 소정의 입력 음향 레벨(예: 40 dB) 이하로 낮추어 적용하고 있다. 이러한 경우, 일부 소리의 왜곡을 유발하게 되지만 난청자의 좁아진 가청 범위에서도 보정된 소리를 출력시키는 장점이 있다.
하지만, 소정의 입력 음향 레벨(예: 40 dB) 미만의 청력 손실을 가지는 경조난청 사용자의 경우에는 이러한 비선형 압축에 의한 음향의 왜곡에 의해 오히려 소리의 적절한 인지를 방해하게 된다.
본 실시예는 청력검사에 따른 사용자의 청력상태를 판단하고, 청력상태 각각에 대응하는 압축 시작점을 설정하고, 설정된 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 청력도 기반의 청력 보정 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 사용자를 대상으로 수행된 청력검사에 대한 청력검사 결과정보를 획득하는 청력검사 결과 획득부; 상기 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출하는 청력역치 산출부; 상기 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단하는 청력상태 판단부; 및 상기 청력상태에 근거하여 압축 시작점을 설정하고, 상기 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 음향증폭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 사용자를 대상으로 수행된 청력검사에 대한 청력검사 결과정보를 획득하는 청력검사 결과 획득과정; 상기 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출하는 청력역치 산출과정; 상기 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단하는 청력상태 판단과정; 및 상기 청력상태에 근거하여 압축 시작점을 설정하고, 상기 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 음향증폭 제어과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 청력 보정방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 사용자의 청력상태에 따라 입력 음향의 증폭을 수행함으로써, 경도 난청자의 경우 대부분의 일상적인 음향을 누락되는 소리 없이 들을 수 있다. 또한, 청력을 손상시킬 수 있는 높은 음향 레벨에 대해서는 압축 증폭된 음향을 들을 수 있어 음향왜곡으로 인한 인지율 저하 문제를 현저히 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 청력 보정 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 청력 보정장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 청력도 기반의 청력 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 청력도를 기반으로 청력 보정하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 청력 보정장치(120)는 종래의 청력 보정 방식에서 나타나는 음향의 왜곡 및 인지률 저하와 같은 문제를 해결한다. 즉, 본 실시예에 따른 청력 보정장치(120)는 사용자의 청력상태에 근거하여 압축 시작점을 설정하고 압축 시작점을 기준으로 입력 음향의 레벨에 따른 증폭을 수행한다.
도 1은 본 실시예에 따른 청력 보정 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 청력 보정 시스템은 청력 측정장치(110) 및 청력 보정장치(120)를 포함한다.
청력 측정장치(110)는 사용자를 대상으로 청력검사를 수행하고, 청력도에 대한 청력검사 결과정보를 청력 보정장치(120)로 전송한다. 여기서, 청력검사 결과정보는 주파수 대역정보, 복수의 주파수 각각에 대한 청력역치를 포함한다. 예를 들어, 청력검사 결과정보는 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz 등의 주파수 대역에 대한 결과값(청력역치)이 포함될 수 있다. 세분화된 청력검사의 경우, 125 Hz, 2 kHz 및 4 kHz의 주파수 대역이 추가될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
청력 측정장치(110)에서 수행하는 청력 검사 방식은 소음, 음향 또는 음성 등을 사용자에게 들려주고, 그에 대한 반응(응답신호)을 통해 청력도를 측정한다. 청력 검사 방식은 크게 순음청력 검사 및 어음청력 검사로 구분될 수 있다.
순음 청력검사는 방음 시설을 갖춘 공간 내에서 사용자가 착용한 헤드폰을 통해 청력 측정장치(110)가 다양한 크기로 다양한 음을 제공하고, 사용자가 소리를 듣는 즉시 응답 신호를 피드백하도록 하며, 청력 측정장치(110)는 사용자가 처음 들은 톤의 소리를 해당 주파수와 함께 청력도(Audiogram)를 기록하는 방식으로 검사를 수행한다. 여기서, 응답 신호는 사용자에 의해 입력된 버튼에 의해 발생하는 신호일 수 있다.
순음 청력검사는 저주파수부터 고주파수까지 주파수별 청력역치를 측정한다. 여기서, 청력역치는 사용자가 처음으로 소리를 듣기 시작하는 최소 크기를 의미한다. 예를 들어, 순음 청력검사에서 얻어진 주파수별 청력역치의 평균이 25 dB 이하이면, 청력 측정장치(110)는 25 dB에 대한 청력검사 결과정보를 청력 보정장치(120)로 제공하여 사용자의 청력상태가 판단되도록 한다.
한편, 어음 청력검사는 조용하거나 소음이 있는 환경에서 사용자가 음성을 어느 정도 잘 이해할 수 있는지 검사하는 방법이다. 청력 측정장치(110)는 일정 레벨로 설정된 특정 단어들을 사용자에게 들려주고, 사용자가 이 단어들을 인지하는지 여부를 판별한다.
청력 보정장치(120)는 청력검사 결과정보에 근거하여 산출된 평균 청력역치를 이용하여 사용자의 청력상태를 판단하고, 판단된 청력상태에 해당하는 방식으로 압축 시작점을 설정한다. 청력 보정장치(120)는 설정된 압축 시작점을 기준으로 단순 증폭 또는 소정의 증폭률에 근거하여 입력 음향을 증폭한 출력 음향을 출력한다.
청력 보정장치(120)는 청력 측정장치(110)로부터 청력검사 결과정보를 획득하고, 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출한다. 즉, 청력 보정장치(120)는 청력검사 결과정보 중 하나 이상의 기 설정된 주파수 대역 각각에 대한 청력역치를 추출하고, 추출된 복수의 청력역치들의 평균값을 계산하여 사용자의 평균 청력역치를 산출한다.
청력 보정장치(120)는 평균 청력역치를 청력 손실도 중 기 설정된 기준 손실 수치와 비교하여, 평균 청력역치가 기준 손실 수치 미만이면 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 것으로 판단하고, 평균 청력역치가 기준 손실 수치 이상이면 사용자의 청력상태가 중도난청 이상인 것으로 판단한다.
사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 경우, 청력 보정장치(120)는 평균 청력역치를 압축 시작점으로 설정하고, 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 압축 시작점을 기준으로 서로 다른 증폭률을 이용하여 입력 음향을 증폭한다. 여기서, 청력 보정장치(120)는 압축 시작점 미만의 입력 음향에 대해서는 일정 출력 음향의 범위까지 음향이 증폭되도록 소정의 증폭률을 부여하고, 압축 시작점 이상의 입력 음향에 대해서는 일정 출력 음향의 범위를 제외한 나머지 출력 음향의 범위 내에서 음향이 증폭되도록 압축 증폭률을 부여한다.
한편, 사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 경우, 청력 보정장치(120)는 출력 음향의 최대 출력값 및 평균 청력역치를 이용하여 산출된 값을 압축 시작점으로 설정하고, 압축 시작점을 기준으로 입력 음향의 크기에 따라 평균 청력역치를 이용하여 입력 음향을 증폭하거나, 소정의 증폭률을 산출하여 입력 음향을 증폭한다. 여기서, 압축 시작점은 출력 음향의 최대 출력값에서 소정의 비율에 해당하는 값을 산출하고, 소정의 비율에 해당하는 값에서 평균 청력역치를 뺀 차이값을 의미한다.
압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 미만의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 입력 음향을 평균 청력역치의 범위만큼 선형 증폭한다. 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 이상의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 산출된 소정의 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭한다. 여기서, 출력 가능한 출력 음향의 범위는 압축 시작점을 평균 청력역치만큼 증폭한 출력값에서 출력 음향의 최대 출력값 사이의 범위이다. 청력 보정장치(120)는 사용자의 청력상태에 근거하여 증폭된 출력 음향을 외부로 출력한다.
도 2는 본 실시예에 따른 청력 보정장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 청력 보정장치(120)는 청력검사 결과 획득부(210), 청력역치 산출부(220), 청력상태 판단부(230), 압축 시작점 설정부(240), 음향증폭 제어부(250), 음향 입력부(260) 및 음향 출력부(270)를 포함한다.
청력검사 결과 획득부(210)는 사용자를 대상으로 수행된 청력검사에 대한 청력검사 결과정보를 획득한다. 여기서, 청력검사 결과정보는 주파수 대역정보, 복수의 주파수 각각에 대한 청력역치를 포함한다. 예를 들어, 청력검사 결과정보는 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz 등의 주파수 대역에 대한 결과값(청력역치)를 포함한다.
청력역치 평균 산출부(220)는 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출한다. 청력역치 평균 산출부(220)는 청력검사 결과정보 중 하나 이상의 기 설정된 주파수 대역 각각에 대한 청력역치를 추출하고, 추출된 복수의 청력역치를 이용하여 평균 청력역치를 산출한다. 여기서, 기 설정된 주파수 대역은 청력 보정 알고리즘에서 기준이 되는 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz 등의 주파수 대역인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 125 Hz, 2 kHz 및 4 kHz의 주파수 대역이 추가될 수도 있다.
청력역치 평균 산출부(220)가 청력검사 결과정보에 포함된 전체 또는 일부 주파수 대역에 대한 청력역치의 평균을 계산하는 데 있어서, 주파수별 가중치를 부여하여 평균 청력역치를 산출할 수 있다. 다시 말해, 청력역치 평균 산출부(220)는 청력검사 결과정보에 포함된 전체 또는 일부 주파수 대역에 주파수별로 서로 다른 가중치 또는 소정의 주파수 대역에 대해 가중치를 높게 부여한 청력역치를 이용하여 평균 청력역치를 산출할 수 있다.
청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단한다. 구체적으로, 청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치와 기 설정된 청력 손실도를 비교하여 평균 청력역치에 해당하는 사용자의 청력상태를 판단한다. 여기서, 기 설정된 청력 손실도는 예컨대, 20 dB, 40 dB, 55 dB, 70 dB, 90 dB 및 91 dB 이상의 등의 범위로 구분된다. 청력 손실도에 따라 사용자의 청력상태는 평균 청력역치가 20 dB까지는 정상 청력, 40 dB 까지는 경도난청, 55 dB까지는 중도난청, 70 dB까지는 중등도난청, 90 dB까지는 고도난청, 91 dB 이상은 심도난청으로 판단될 수 있다. 기 설정된 청력 손실도의 범위는 사용자의 입력에 의해 변경될 수 있다.
청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치를 청력 손실도 중 기 설정된 기준 손실 수치와 비교하여 사용자의 청력상태가 중도난청 이상 또는 미만인지 여부를 판단한다. 구체적으로, 청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치가 기준 손실 수치 미만이면 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 것으로 판단하고, 평균 청력역치가 기준 손실 수치 이상이면 사용자의 청력상태가 중도난청 이상인 것으로 판단한다. 예를 들어, 기 설정된 기준 손실 수치가 40 dB인 경우, 청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치가 40 dB 미만이면 사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 것으로 판단하고, 평균 청력역치가 40 dB 이상이면 사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 것으로 판단한다.
한편, 청력상태 판단부(230)는 평균 청력역치가 기준 손실 수치 이상이더라도, 주파수별 청력역치 중 하나 이상이 경도난청의 기준에 해당하는 경우 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 것으로 판단할 수도 있다.
압축 시작점 설정부(240)는 평균 청력역치를 이용하여 압축 시작점을 설정한다. 다시 말해, 압축 시작점 설정부(240)는 사용자의 청력상태에 따라 평균 청력역치를 이용하여 단순 증폭 또는 압축 증폭이 기준이 되는 압축 시작점을 설정한다. 여기서, 압축 시작점은 소정의 증폭률에 근거하여 압축하여 증폭을 수행하는 입력 음향의 크리를 의미한다.
압축 시작점 설정부(240)는 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 상태 및 중도난청 이상인 상태 각각에 대해 서로 다른 방식으로 압축 시작점을 설정한다.
<사용자의 청력상태: 중도난청 미만(경도난청)>
사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 경우, 압축 시작점 설정부(240)는 출력 음향의 최대 출력값 및 평균 청력역치를 이용하여 산출된 값을 압축 시작점으로 설정한다.
압축 시작점 설정부(240)는 출력 음향의 최대 출력값의 소정의 비율(예: 약 90 %)에 해당하는 출력값에서 압축이 시작되도록 압축 시작점을 설정한다. 더 자세히 설명하자면, 압축 시작점 설정부(240)는 청력 보정장치(120)에서 출력 가능한 출력 음향의 범위 중 최대 출력값의 소정의 비율에 해당하는 출력값에서 압축된 출력 음향이 출력되도록 입력 음향에 대한 압축 시작점을 설정한다. 여기서, 소정의 비율에 해당하는 출력값은 최대 출력값 약 80 % 내지 90 % 사이의 값으로, 소정의 비율값은 0.8 내지 0.9로 설정될 수 있다.
예를 들어, 청력 보정장치(120)에서 출력 음향의 최대 출력값이 120 dB인 경우, 압축 시작점 설정부(240)는 최대 출력값의 소정의 비율(예: 약 90 %)에 해당하는 108 dB부터 압축된 출력 음향이 출력되도록 압축 시작점을 설정한다. 만약, 평균 청력역치가 40 dB인 경우, 압축 시작점 설정부(240)는 최대 출력값의 소정의 비율(예: 약 90 %)에 해당하는 108 dB부터 압축된 출력 음향이 출력되도록 108 dB에서 평균 청력역치를 뺀 68 dB을 압축 시작점으로 설정한다.
압축 시작점 설정부(240)는 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 경우, [수학식 1]을 이용하여 산출된 값을 압축 시작점으로 설정한다.
Figure pat00001
(C:입력 음향의 압축 시작점, Omax: 출력 음향의 최대 출력값(dB), X: 소정의 비율값 및 H: 평균 청력역치(dB))
<사용자의 청력상태: 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)>
압축 시작점 설정부(240)는, 사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 경우, 평균 청력역치를 압축 시작점으로 설정한다. 여기서, 압축 시작점 설정부(240)는 평균 청력역치를 복수의 주파수 각각에 대한 입력 음향의 압축 시작점으로 설정한다. 한편, 압축 시작점 설정부(240)는, 사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 경우, 필요에 따라 평균 청력역치 대신 각각의 주파수별 청력역치를 각각의 주파수별 압축 시작점으로 설정할 수도 있다.
음향증폭 제어부(250)는 사용자의 청력상태에 근거하여 설정된 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하고, 음향 출력부(270)에 의해 증폭된 출력 음향이 출력되도록 한다.
음향증폭 제어부(250)는 사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 상태에 대한 압축 시작점이 설정된 경우, 평균 청력역치를 기준으로 입력 음향을 증폭한다. 한편, 음향증폭 제어부(250)는 사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 경우, 소정의 증폭률을 산출하고 산출된 증폭률을 이용하여 입력 음향을 증폭한다.
<사용자의 청력상태: 중도난청 미만(경도난청)>
음향증폭 제어부(250)는 사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 상태에 대한 압축 시작점이 설정된 경우, 압축 시작점을 기준으로 입력 음향의 크기에 따라 평균 청력역치를 이용하여 입력 음향을 증폭하거나, 소정의 증폭률을 산출하여 입력 음향을 증폭한다.
음향증폭 제어부(250)는, 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 미만의 입력 음향이 입력되는 경우, 입력 음향을 평균 청력역치만큼 증폭한다. 즉, 음향증폭 제어부(250)는 평균 청력역치의 범위만큼 선형 증폭을 수행한다. 예를 들어, 압축 시작점이 60 dB이고, 평균 청력역치가 40 dB인 경우, 음향증폭 제어부(250)는 0 dB 내지 60 dB까지의 입력 음향이 입력되는 경우 40 dB을 증폭하여 40 dB 내지 100 dB의 출력 음향이 출력되도록 한다.
청력 인지능력이 중도난청자들에 비해 작게 손상된 경도난청자들에 대해서는 압축 시작점 미만의 입력 음향에 대해 평균 청력역치만큼 증폭하더라도 음향 인지률을 높일 수 있다. 음향 인지률을 높일 수 있는 이유는 대부분의 대화음이 60 dB 내지 70 dB 정도의 범위에 분포하고 있어, 경도 난청자들은 단순 증폭에 의해서 대화를 들을 수 있기 때문이다.
한편, 음향증폭 제어부(250)는, 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 이상의 입력 음향이 입력되는 경우, 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 산출된 소정의 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭한다. 여기서, 출력 가능한 출력 음향의 범위는 압축 시작점을 평균 청력역치만큼 증폭한 출력값에서 출력 음향의 최대 출력값 사이의 범위를 의미한다. 다시 말해, 출력 가능한 출력 음향의 범위는 출력 음향의 최대 출력값 및 최대 출력값의 소정의 비율에 해당하는 값 사이의 범위이다.
음향증폭 제어부(250)는, 출력 가능한 출력 음향의 범위 내에서 압축 시작점 이상의 입력 음향을 압축하여 증폭하기 위한 소정의 증폭률을 산출하고, 산출된 조정의 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭한다. 예를 들어, 압축 시작점이 60 dB이고, 평균 청력역치가 40 dB인 경우, 음향증폭 제어부(250)는 압축 시작점을 평균 청력역치만큼 증폭한 출력값에서 출력 음향의 최대 출력값 사이의 범위인 100 dB 내지 110 dB 범위 내에서 입력 음력을 압축하기 위해 산출된 증폭률에 따라 60 dB 내지 110 dB의 입력 음향을 압축하여 증폭한다.
<사용자의 청력상태: 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)>
사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 상태에 대한 압축 시작점이 설정된 경우, 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 압축 시작점을 기준으로 서로 다른 증폭률을 이용하여 입력 음향을 증폭한다. 여기서, 출력 가능한 출력 음향의 범위는 출력 음향의 전체 출력 범위를 의미한다. 또한, 서로 다른 증폭률은 압축 시작점 이상 또는 미만의 입력 음향에 대해 서로 다르게 기 설정된 증폭률일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에서 압축 시작점 설정부(240) 및 음향증폭 제어부(250)는 별도의 모듈로 구성된 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 예를 들어, 압축 시작점 설정부(240) 및 음향증폭 제어부(250)는 사용자의 청력상태에 따라 압축 시작점을 설정하고, 사용자의 청력상태에 근거하여 설정된 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭 제어하는 제어부와 같이 하나의 모듈로 구현될 수 있다.
음향 입력부(260)는 외부로부터 수신되는 입력 음향을 획득한다. 즉, 음향 입력부(260)는 음향신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 동작을 수행한다. 음향 입력부(260)는 마이크로폰(Microphone)의 형태로 구현되는 것이 바람직하나 음향을 입력받을 수 있다면 그 어떤 형태로도 구현 가능하다.
음향 출력부(270)는 음향증폭 제어부(250)에서 증폭된 출력 음향을 출력한다. 즉, 음향 출력부(270)는 증폭된 전기신호를 출력 음향신호로 변환하여 출력하는 동작을 수행한다. 여기서, 음향 출력부(270)는 리시버(Receiver) 즉, 스피커의 형태로 구현될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 청력도 기반의 청력 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
청력 보정장치(120)는 청력 측정장치(110)로부터 청력검사 결과정보를 획득한다(S310).
청력 보정장치(120)는 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출한다(S320). 청력 보정장치(120)는 청력검사 결과정보 중 하나 이상의 기 설정된 주파수 대역 각각에 대한 청력역치를 추출하고, 추출된 하나 이상의 청력역치들의 평균값을 계산하여 사용자의 평균 청력역치를 산출한다.
청력 보정장치(120)는 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단한다(S330). 청력 보정장치(120)는 평균 청력역치를 청력 손실도 중 기 설정된 기준 손실 수치와 비교하여 평균 청력역치가 기준 손실 수치 미만이면 사용자의 청력상태가 중도난청 미만인 것으로 판단하고, 평균 청력역치가 기준 손실 수치 이상이면 사용자의 청력상태가 중도난청 이상인 것으로 판단한다.
단계 S330의 판단 결과, 사용자의 청력상태가 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 경우, 청력 보정장치(120)는 평균 청력역치를 압축 시작점으로 설정한다(S332).
청력 보정장치(120)는 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 압축 시작점을 기준으로 서로 다른 증폭률을 이용하여 입력 음향을 증폭한다(S334). 여기서, 청력 보정장치(120)는 출력 음향의 전체 출력 범위 중 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 이상 또는 미만의 입력 음향에 대해 서로 다르게 설정된 증폭률을 이용하여 입력 음향을 증폭할 수 있다. 한편, 청력 보정장치(120)는 입력 음향에 대해 주파수별 압축 시작점을 기준으로 복수의 주파수 각각에 대해 증폭률을 설정하고, 각각의 주파수별로 증폭률에 따라 입력 음향을 증폭할 수도 있다.
단계 S330의 판단 결과, 사용자의 청력상태가 중도난청 미만(경도난청)인 경우, 청력 보정장치(120)는 출력 음향의 최대 출력값 및 평균 청력역치를 이용하여 산출된 값을 압축 시작점으로 설정한다(S340). 청력 보정장치(120)는 출력 음향의 최대 출력값에서 소정의 비율에 해당하는 값을 산출하고, 소정의 비율에 해당하는 값에서 평균 청력역치를 뺀 차이값을 압축 시작점으로 설정한다.
청력 보정장치(120)는 입력 음향의 레벨과 압축 시작점을 비교한다(S350). 청력 보정장치(120)는 압축 시작점을 기준으로 입력 음향의 크기에 따라 평균 청력역치를 이용하여 입력 음향을 증폭하거나, 소정의 증폭률을 산출하여 입력 음향을 증폭한다.
단계 S350의 비교결과, 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 미만의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 입력 음향을 평균 청력역치만큼 증폭한다(S360). 즉, 청력 보정장치(120)는 입력 음향에 대해 평균 청력역치의 범위만큼 선형 증폭을 수행한다.
한편, 단계 S350의 비교결과, 압축 시작점을 기준으로 압축 시작점 이상의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 산출된 소정의 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭한다(S362). 여기서, 출력 가능한 출력 음향의 범위는 압축 시작점을 평균 청력역치만큼 증폭한 출력값에서 출력 음향의 최대 출력값 사이의 범위를 의미한다.
청력 보정장치(120)는 사용자의 청력상태에 근거하여 증폭된 출력 음향을 송신한다(S370).
도 4는 본 실시예에 따른 청력도를 기반으로 청력 보정하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4의 (a)는 종래의 청력 보정장치에서 입력 음향의 증폭을 나타낸 예시도이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 청력역치(410)가 40 dB인 사람에 대해서 0 내지 110 dB의 입력 음향을 사용자에 맞게 보정하는 경우, 종래의 청력 보정장치는 압축 시작점을 40 dB로 설정하고, 최대 출력 110 dB 이내에서 입력 음향의 증폭률을 조정하도록 한다.
이러한 경우, 일정레벨의 입력 음향 구간(0 내지 20 dB)에 대해서는 사용자가 듣지 못하는 경우가 발생하고, 출력 음향이 40 dB 이상인 음향부터는 주파수 압축에 의한 소리를 듣게 된다. 실제로 음향은 다양한 주파수 대역을 포함하고 있어서, 사용자의 주파수별 청력역치 값과 인접 주파수 대역과의 영향 등을 고려하여 압축 시작점이 결정되므로, 주파수에 대한 압축 등에 의해 생성된 실제 출력 소리값은 정상인 또는 경도 난청자가 들었을 경우에는 상당한 왜곡이 발생한 음향으로 들리게 된다.
만약, 압축 시작점을 0 dB로 할 경우에는 사용자가 모든 입력 음향에 대해 소리를 들을 수 있는 장점이 존재하지만, 청력손실이 상대적으로 낮은 사람의 경우에는 왜곡된 소리를 더욱 많이 듣게 되는 결과를 초래하게 된다는 문제점이 존재한다.
도 4의 (b)는 본 실시예에 따른 청력 보정장치(120)에서 입력 음향의 증폭을 나타낸 예시도이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 청력 보정장치(120)는 청력역치가 40 dB인 사람에 대해서 출력 음향의 최대 출력값인 110 dB에서 90 % 비율에 해당하는 약 100 dB에서 청력역치인 40 dB을 뺀 차이값 60 dB을 압축 시작점(420)으로 설정한다.
압축 시작점(420)을 기준으로 60 dB 미만의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 입력 음향에 대해 청력역치인 40 dB만큼 선형 증폭을 수행하여 출력 음향을 출력한다. 한편, 60 dB 이상의 입력 음향이 입력되는 경우, 청력 보정장치(120)는 출력 음향의 최대 출력값의 90 % 비율에 해당하는 100 dB과 출력 음향의 최대 출력값인 110 dB 사이의 범위 내에서 60 dB 이상의 입력 음향을 소정의 증폭률에 따라 압축 증폭한 출력 음향을 출력한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 청력을 보정하는 분야에 적용되어, 사용자의 청력상태에 따라 입력 음향의 증폭을 수행함으로써, 경도 난청자의 경우 대부분의 일상적인 음향을 누락되는 소리 없이 들을 수 있고, 청력을 손상시킬 수 있는 높은 음향 레벨에 대해서는 압축 증폭된 음향을 들을 수 있어 음향왜곡으로 인한 인지율 저하 문제를 현저히 개선할 수 있는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.
110: 청력 측정장치 120: 청력 보정장치
210: 청력검사 결과 획득부 220: 청력역치 산출부
230: 청력상태 판단부 240: 압축 시작점 설정부
250: 음향증폭 제어부 260: 음향 입력부
270: 음향 출력부

Claims (11)

  1. 사용자를 대상으로 수행된 청력검사에 대한 청력검사 결과정보를 획득하는 청력검사 결과 획득부;
    상기 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출하는 청력역치 산출부;
    상기 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단하는 청력상태 판단부; 및
    상기 청력상태에 근거하여 압축 시작점을 설정하고, 상기 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 음향증폭 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 청력상태에 따라 상기 평균 청력역치를 이용하여 압축 시작점을 설정하는 압축 시작점 설정부; 및
    상기 압축 시작점을 기준으로 상기 입력 음향의 전체 또는 일부를 상기 청력상태에 대응하는 방식으로 증폭하여 출력 음향이 출력되도록 하는 음향증폭 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압축 시작점 설정부는,
    상기 청력상태가 중도난청 미만인 경우, 상기 출력 음향의 최대 출력값 및 상기 평균 청력역치를 이용하여 산출된 값을 제1 압축 시작점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축 시작점 설정부는,
    상기 최대 출력값의 소정의 비율에 해당하는 값에서 상기 평균 청력역치를 뺀 차이값을 상기 제1 압축 시작점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 음향증폭 제어부는,
    상기 제1 압축 시작점을 기준으로 상기 제1 압축 시작점 미만의 크기를 갖는 입력 음향이 입력되는 경우, 상기 입력 음향을 상기 평균 청력역치만큼 증폭하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 음향증폭 제어부는,
    상기 제1 압축 시작점을 기준으로 상기 제1 압축 시작점 이상의 크기를 갖는 입력 음향이 입력되는 경우, 출력 가능한 출력 음향의 범위에 근거하여 산출된 소정의 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭하되,
    상기 출력 가능한 출력 음향의 범위는 상기 출력 음향의 최대 출력값 및 상기 최대 출력값의 소정의 비율에 해당하는 값 사이의 범위를 의미하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 압축 시작점 설정부는,
    상기 청력상태가 중도난청 이상인 경우, 상기 평균 청력역치를 제2 압축 시작점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음향증폭 제어부는,
    상기 출력 음향의 전체 출력 범위에서 상기 제2 압축 시작점을 기준으로 서로 다른 증폭률을 설정하고, 상기 서로 다른 증폭률에 따라 입력 음향을 압축하여 증폭하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 청력역치 산출부는,
    상기 청력검사 결과정보 중 하나 이상의 주파수 대역 각각에 대한 청력역치를 추출하고, 추출된 하나 이상의 청력역치들의 평균값을 계산하여 상기 평균 청력역치를 산출하는 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 청력상태 판단부는,
    기 설정된 청력 손실도 중 기준 손실 수치와 상기 평균 청력역치를 비교하여 상기 평균 청력역치에 해당하는 상기 청력상태를 판단하되, 상기 청력상태는 중도난청 미만(경도난청)인 상태 및 중도난청 이상(중도난청, 중등도난청, 고도난청, 심도난청 중 하나)인 상태 중 하나인 것을 특징으로 하는 청력 보정장치.
  11. 사용자를 대상으로 수행된 청력검사에 대한 청력검사 결과정보를 획득하는 청력검사 결과 획득과정;
    상기 청력검사 결과정보에 근거하여 평균 청력역치를 산출하는 청력역치 산출과정;
    상기 평균 청력역치에 근거하여 사용자의 청력상태를 판단하는 청력상태 판단과정; 및
    상기 청력상태에 근거하여 압축 시작점을 설정하고, 상기 압축 시작점을 기준으로 입력 음향을 증폭하는 음향증폭 제어과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 청력 보정방법.
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