KR20190025993A - 청각 장치의 크기 및 위상 보정 - Google Patents

Abstract

열린 귀 청각 장치에서 크기 및 위상 왜곡을 보정하는 방법은 귀에 있을 때 고막(11)에서 실질적으로 청각 장치(12)의 삽입 효과를 판정하는 단계를 포함한다. 적절한 위치에 청각 장치가 없이 고막으로의 전달 함수가 실질적으로 전달 함수에 매칭할 때 복합 삽입 전달 함수(ITF)의 크기 및 위상 응답이 보정된다.

Description

청각 장치의 크기 및 위상 보정

본 발명은 일반적으로 사람이 소리를 들을 수 있는 능력을 향상시키기 위해 사람이 착용하는 청각 장치에 관한 것이다. 본 명세서에서는 때때로 "보청기"라고 할 것이다. 그러나 그러한 호칭은 청력 상실자가 사용하도록 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다. 본 발명은 청각 장애가 없는 사람도 사용할 수 있다.

본 발명은 보다 구체적으로는 장치의 적어도 일부가 외이도(ear canal)를 폐쇄하고 바람직하지 않은 삽입 효과를 생성하는 청각 장치에 관한 것이다. 본 발명은 열린 귀의 청각 장치에 특히 적용 가능하지만, 폐쇄된 귀 장치와 함께 사용될 수도 있다.

보청기의 전부 또는 일부를 귀에 삽입하는 것은 고막(ear drum)에 도달하는 사운드의 크기 및 위상 모두를 왜곡시킨다. 이상적으로, 청각 장치는 도착한 사운드가 청각 장치와 외이도를 통과한 후에 왜곡되지 않도록 이러한 효과를 보상할 것이다. 많은 보청기는 크기 효과를 보상하지만 위상 왜곡을 적절하게 해결하지 못한다. 결과적으로 사용자는 사운드가 자연스럽지 않고 청취 경험에 중요한 방향 큐가 부족하다는 불평을 종종 한다. 이러한 불평은 그들의 귀가 미묘한 차이를 구분하도록 훈련받았지만, 그들은 청취의 부분적 손실을 보상하기 위해 보청기를 필요로하는 음악 업계의 음악가 및 전문가들 사이에서 특히 널리 퍼져 나간다.

보청기의 삽입 효과를 보상하는 하나의 제안된 해결책은 Sigfrid Soli 등의 미국 특허 제5325436호에 기재되어있다. Soli의 특허는 귀에 장착된 보청기의 삽입 효과를 보상하는 디지털 필터를 판정하는 방법을 개시한다. Soli에서는 귀에서의 크기와 위상 반응이 보청기 없이도 그리고 적절한 위치에 보청기가 있어도 모두 측정된다. 그런다음 필요한 등화(equalization)(EQ)가 계산된다. 이렇게 하면, Soli는 대부분의 경우 유효하지 않은 위상 컴포넌트에 대한 가정을 한다. Soli에서 설명한 방법은 복잡하고 EQ를 계산해야 하며 위상에 관해 이루어진 가정에 따라 효과적이지 않을 수 있다. Soli는 외이도를 완전히 감추어 모든 외부 사운드를 감쇠시키는 귀 덮개(ear piece)를 미리 전제로 한다. 또한 Soli에 설명된 보정은 귀와 귀 사이의 시간 간격 차이 뿐만이 아니라 절대적인 타이밍 차이를 보존하도록 의도된 것이고: 이로 인해, Soli는 보청기의 양 이음쇠 피팅이 필요하다.

본 발명은 귀에 있어서 청각 장치의 삽입 효과를 보정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데, 이 장치는 위상 응답에 대한 어떠한 가정도 필요로 하지 않고, 모노럴 피팅(monaural fitting)과 함께 사용될 수 있고, 개방 귀 삽입물에 적합하다. 본 발명은 외이도에서 청각 장치의 존재에 의해 야기된 사운드의 위상 왜곡 및 이상 현상(anomalies)을 고막에서 보정하는데 특히 효과적이다. 본 발명의 장치 및 방법은 개선된 청취 경험을 위해 방향성 큐를 보유하고 자연스럽게 인식되는 증폭된 사운드를 고막에 제공할 수 있다. 즉, 이 장치는 음향적으로 투명하게 인식된다. 청취 경험의 향상은 대부분의 사용자에 의해 실현될 것이지만, 특히 미묘한 음악적 차이를 식별할 수 있는 능력을 회복하려는 음악 업계 전문가들에 의해 실현될 것이다.

본 발명은 청각 장치에서의 크기 및 위상 왜곡을 보정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 청각 장치의 적어도 일부는 사용자가 착용할 때 귀에 삽입된다. 이 방법은 사용자의 귀에 있을 때 청각 장치의 삽입 효과를 판정하는 단계를 포함한다. 상기 삽입 효과는 크기 및 위상 응답을 갖는 복합 삽입 전달 함수(ITF)에 의해 특징지어지며 고막에서 판정된다. 고막으로의 전달 함수가 적절한 위치에서 청각 장치 없는 전달 함수와 매칭하면 ITF의 크기 및 위상 응답이 모두 보정된다.

바람직하게는, 삽입 효과는 적어도 하나의 그리고 적절하게는 복수의 2차 최소 위상 필터들에 의해 보정된다. 2차 최소 위상 필터는 바람직하게는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터이며, 더욱 바람직하게는 바이쿼드 필터이다.

크기 및 위상 모두에서 삽입 효과를 보정하는 것은, 적절한 등화를 판정하는 단계를 포함하고, 이는 복합 헤드 관련 전달 함수(HRTF: Head Related Transfer Function) 및 복합 삽입 전달 함수(ITF)의 비율을 취함으로써 대략적으로는 판정될 수 있지만, 전적으로 판정될 수 있는 것은 아니다. 복합 HRTF 및 ITF는 청각 장치가 있는 또는 없는 인체 모형에 대한 측정에 의해 판정되거나, 청각 장치 사용자에 대해 직접 측정하여 판정될 수 있다. 상기 위상 응답은 위상 응답이 최소 위상인 경우에만 보정된다.

상기 청각 장치의 크기 및 위상 응답이 알려지면, ITF를 보정하기 위한 등화가 최소 위상인 전달 함수의 모든 부분에 대해 계산될 수 있다. 그러나 최소값이 아닌 위상 영역을 처리할 수 있는 분석 방법이 없기 때문에 대부분의 경우 이것이 가능하지 않다.

보다 실질적으로, 원하는 등화는 반복적인 프로세스를 통해 판정될 수 있다. 최소한의 위상 현상이 지배적인 스펙트럼 영역을 보정하기 위해 상이한 최소 위상 필터링을 청각 장치에 도입할 수 있고: 위상을 보정할 수 없는 다른 영역에서는, 크기 응답을 보정하는 것이 가능하다. 이것은 원하는 위상 보정이 달성될 때까지 반복적으로 수행된다.

대안적으로, ITF 크기 및 위상 응답을 보정하기 위한 원하는 등화는 사운드를 기술하는데 경험 있는 사용자에 의해 주관적으로 판정될 수 있다. 사용자는 자신의 외이도에 청각 장치가 있는지 여부에 관계없이 청취한 사운드에 대한 자신의 인식을 비교한다. 사용자가 두 조건 사이에 감지된 차이가 없음을 나타낼 때 원하는 등화가 달성된다.

본 발명의 최상의 모드에 따라, 청각 장치는 상기 청각 장치에 의해 증폭된 사운드의 대기 시간이 상기 청각 장치에 의해 증폭된 모든 주파수에서 약 120도의 위상보다 작은 것에 대응하도록 구성된다. 즉, 청각 장치의 대기 시간은 상기 청각 장치에 의해 생성된 가장 높은 주파수의 주기의 약 1/3 미만인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 장치가 최대 10kHz로 사운드를 증폭하면 바람직한 대기 시간은 30㎲ 미만이 된다.

도 1은 삽입 효과를 생성하고 고막으로의 두 개의 사운드 경로를 나타내는 귀에 착용된 개방 귀 보청기의 도식적 표현이다.
도 2는 헤드 관련 전달 함수(HRTF) 및 삽입 전달 함수(ITF)가 음향 인체 모형에 대해 측정된 개방 귀(open ear) 청각 장치의 삽입 효과를 나타내는 그래프이다.(크기 응답은 위쪽 그래프에 표시되고 위상 응답은 아래쪽 그래프에 표시된다.)
도 3은 본 발명에 따라 ITF가 2차 최소 위상 필터로 어떻게 보상될 수 있는지를 나타내는 그래프이다. HRTF는 도 2와 동일하지만, 보조 전달 함수(ATF)는 직접 사운드와 청각 장치에 의해 증폭되고 등화된 사운드 결과이다.(크기 응답은 상부 플롯 상에 도시되고, 위상 응답은 하부에 도시된다.) HRTF는 헤드 관련 전달 함수이고 ATF는 보조 전달 함수이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3과 유사하게 최소 위상 필터가 감쇠를 완전히 보상할 수 있는 방법을 수학적으로 설명하는 그래프이다(크기 응답은 위에 나타내지만; 위상 응답은 아래에 도시된다.). 필터는 도 4a에 개별적으로 도시되고, 도 4b에 함께 도시되어있다.
도 5a 및 도 5b는 1.5ms 지연으로 인해 어떻게 대역 통과 필터가 크기 또는 위상 중 어느 하나에서 감쇠를 보상하는 것을 불가능하게 하는지를 수학적으로 설명하는 그래프이다. 다시, 필터는 도 5a에 개별적으로 도시되고 도 5b에 함께 합산되어 도시되어 있다.
도 6은 외이도에서 청각 장치의 삽입 효과를 보정하기 위한 본 발명에 따른 2개의 기본 단계를 나타내는 일반화된 흐름도이다.
도 7은 음향 인체 모형을 사용하여 외이도에서 청각 장치의 삽입 효과를 보정하는 단계를 도시하는 더 상세한 흐름도이다,

외이도 내에 청각 장치가 존재하면, 고막으로의 전달 함수가 바뀐다. 이 변화는 두 가지 컴포넌트로 구성되는데: 즉, 장치 자체의 능동적 응답과 그의 수동 음향 효과이다. 수동적인 효과가 보상되면 청각 장치는 진정하게 투명하게 되어 모든 사운드 레벨에서 사용자에게 자연스러운 소리를 낸다.

개방형 보청기의 경우, 외이도에서 수신기의 존재에 의해 입사 사운드가 완전히 감쇠되지 않는다: 이는 수신기(또는 스피커) 주위의 직접 경로가 적절한 위치에 수신기를 유지하는 고무 삽입 팁 내의 구멍에 의해 제공되기 때문에 사실이다. 이러한 장치는 저주파수(500Hz 미만)를 거의 감쇠시키지 않지만, 보청기, 귀 끝 및 사용자의 외이도의 기하학적 형상에 따라 가변적인 방식으로 고주파를 감쇠시키는 경향이 있다.

이러한 개방 보조 장치는 사용자에 대해 2가지 이점을 갖는다: 첫째, 고주파 난청(가장 일반적인 종류)을 가진 사람들을 위해, 보청기는 저주파수 사운드를 전혀 증폭할 필요가 없으며, 사용되는 소형 스피커에 대해 물리적인 제약이 보다 적다. 둘째, 외이도로의 입구가 막힐 때 자신의 목소리에 대한 인식의 변화인 폐쇄(occlusion) 효과가 없다.

폐쇄형 보청기의 경우, 입사 사운드는 모든 주파수에서 감쇠되고 일반적으로 무시될 수 있다. 이는 보청기에 의해 생성된 소리가 고막에 도달하는 유일한 중요한 소리임을 의미한다. 그러나 삽입 효과는 진폭 및 위상 모두에서 유지되며 여기에 설명된 것과 동일한 방식으로 보정할 필요가 있다.

인-이어 모니터와 같은 마이크가 없는 청각 장치의 경우, 입력 신호는 이제 전기 신호가 된다. 이러한 장치의 삽입 효과는 이전 경우와 동일하며, 사운드가 착용자 앞의 스피커를 통해 재생되는 경우로부터 판정될 수 있다.

본 발명의 방법은 보청기의 삽입 효과를 효과적으로 보정하기 위해 필요한 등화를 판정하는데 필요한 측정에 음향 인체 모형이 사용되는 열린 귀 보청기의 경우에 대해 먼저 기술된다. 인체 모형을 사용하는 대신 나중에 인체 모형을 사용하지 않고 살아있는 사람에게 의존하는 방법을 설명한다. 위에서 언급한 다른 두 가지 경우인 폐쇄 보청기와 인-이어 모니터는 사실상 동일하며 여기에 설명된 것과 동일한 방법을 사용하여 보정할 수 있다.

음향 인체 모형은 평균적인 사람의 머리를 에뮬레이트하도록 설계되고 조정된 인공 귀에서의 마이크를 포함한다. 임베디드 마이크는 인체 모형의 고막 위치에서 음압을 쉽게 측정할 수 있게 한다. 이러한 측정은 청각 장치가 적절한 위치에 있거나 없는 상태에서 사운드가 귀를 통과해서 고막에 어떻게 전달되는지를 설명하는 복합 전달 함수를 판정하는 데 사용할 수 있다. 청각 장치가 없다면, 귀는 폐쇄되지 않으며(unoccluded) 복합 전달 함수는 일반적으로 헤드 관련 전달 함수(HRTF)라고 한다. 청각 장치를 적절한 위치에 놓고 턴오프 되면, 귀가 폐쇄되고 복합 전달 함수를 삽입 전달 함수(ITF)라고 할 수 있다. 삽입 효과는 HRTF와 ITF의 차이이다. 이것은 때때로 "삽입 손실(insertion loss)"이라고도 하는데, 이것과 연관된 크기 감쇠 때문에, 그러나 크기 응답을 변화시키는 공진 또는 필터가 필수적으로 위상도 변화시킬 것이기 때문에 위상도 영향을 받는다.

HRTF와 ITF 간의 크기 및 위상 차는 투명한 인식을 위해 보정되어야 한다. 외이도와 장치의 삽입 효과는 정적이며 수동적이다. 따라서, 그들의 공진은 최소 위상으로 기술될 수 있다. 최소 위상 시스템은 다수의 유용한 특성을 가지고 있고: 그 효과는 스펙트럼적으로 로컬라이징 되어 있으며; 그것들은 안정된 반전을 가지고; 주어진 크기 응답에 대해 최소 위상 응답은 고유하다.

이러한 모든 속성은 삽입 효과가 보청기에서의 처리에 상보적인 2차 최소 위상 필터를 추가함으로써 제거될 수 있음을 의미한다. 이렇게 하면, 크기 및 위상 응답이 모두 보정된다. 최소값이 아닌 위상 필터가 사용되었다면, 크기 또는 위상 응답 중 하나를 보정할 수는 있지만 한 번에 둘 다 보정할 수는 없다. 삽입 효과를 보상하는 전달 함수를 ATF(Aided Transfer Function)라고 하며, 청각 장치가 없는 경우 HRTF와 동일하다.

ATF는 고막에서, 직접 사운드(ITF로 기술됨) 및 증폭된 사운드의 조합이다. 이 합계가 제대로 작동하려면, 보청기에 의해 증폭된 모든 주파수에서 위상 지연이 120도 위상 이하에 대응하도록 사운드 사이의 시간 지연을 최소화해야 한다. 위상 지연은 마이크를 보청기의 수신기에 더 가깝게 이동시키고 이에 따라 보청기를 설계함으로써 조정할 수 있다. 이러한 변화는 설계에 필수적인 경향이 있다. 대조적으로, ATF에 대한 보상 필터는 보청기가 디지털인 경우 예를 들면, 디지털 신호 프로세서 칩을 재프로그래밍함으로써 변경될 수 있다.(본 발명은 디지털 구현에 제한되지 않음을 이해할 것이다.)

이 방법을 인간의 귀에 적용하기 위해, 프로브 마이크로 인-이어 응답을 측정한다. 프로브 마이크는 외이도에 위치하고, HRTF, ITF 및 ATF는 음향 인체 모형으로 정확하게 동일하게 측정된다.

대안적인 인간 응용은 주관적인 경로를 취하는 것이다: 피검자가 어려움 없이 그것을 들을 수 있는 수준의 소스 물질을 사용하면, 보조장치(HRTF) 없이 소스 인식이 ATF와 일치하는지를 파검자에게 물을 것이다. 피검자가 HRTF와 ATF 사이의 정확한 스펙트럼 차이에 대한 상세한 가이드를 제공할 수 있다면, 측정 방법과 동일한 필터를 발견할 수 있을 것이다. 이 접근법은 음악가 또는 녹음 엔지니어와 같이 훈련된 청취자에게 가장 적합하다.

도 1은 마이크(13), 프로세서(15) 및 스피커(17)로 구성된 열린 귀 보청기(12)의 일례를 개략적으로 도시하며, 숫자 10으로 표시된 입사 사운드는 A 및 B로 표시된 두 개의 사운드 경로를 통해 고막(11)에 도달한다. 직접 경로 A는 이어 피스(도시되지 않음)를 돌아다니며 삽입 전달 함수(ITF)에 의해 특징지어진다. 증폭된 경로 B는 마이크(13), 프로세서(15)(보정 등화를 제공함), 및 스피커(17)를 통과한다. 화살표 P로 표시된 인식된 사운드는 이들 2개의 경로를 통해 고막에 도달하는 사운드의 합이다.

열린 귀 보청기로부터의 삽입 효과의 예가 도 2에 도시되어 있으며, 이는 음향 인체 모형으로부터의 전달 함수 측정치를 도시한다. 삽입 효과는 HRTF와 ITF의 차이이고; 위쪽 그래프에 표시된 것처럼 크기는 500Hz와 다르고 그 이상("삽입 손실")이고; 하단 그래프에 표시된 것처럼 위상은 500 Hz 이상으로 상이하다.

삽입 효과는 도 3에서 2차 최소 위상 필터를 사용하여 보정된 것으로 도시되어있다. ATF와 HRTF 사이의 차이는 크기 및 위상에서 1-8kHz의 범위에서 상당히 작다는 것에 유의하라. 950Hz에서의 작은 딥은 최소 위상 공진이 아니다.

이 개념은 도 4a 및 도 4b의 최소 위상 필터의 경우 수학적으로 도시된다. 또한 일반적으로 안정된 반전을 갖는 임의의 캐주얼 필터에 대해서도 사실이다. 이 실시 예에 있어서, 보청기(ITF)에 의해 감쇠된 직접 사운드는 벨형 감쇠 필터( "감쇠")로 모델링되며, 이는 중심 주파수에서 최소이고 중심으로부터 멀어져 1에 접근한다. 수학적으로, 그 2차 최소 위상 필터는 4차 방정식에 의해 주어진다.

여기서, s는 라플라스 변수이고, W는 각(angular) 주파수(= 2πF, 여기서 F는 중심 주파수)이고, Q는 품질 인자이고, G는 이 경우에 1보다 큰 것으로 한정된 이득이다. 이 필터의 전달 함수는 도 4a에서 점선으로 표시된다.

보청기의 응답("부스트(boost)")은 중심 주파수에서 최대 크기를 갖고 에지에서 제로에 접근하는 이득을 갖는 대역 통과 필터로서 모델링된다:

고막에서의 그것들의 합산은 ATF에 대응한다. 고정 감쇠 필터가 주어지면 하기의 파라미터들

을 가진 부스트가 도 4b에 도시된 바와 같이 단위 크기 및 제로 위상 응답을 가져오는 것으로 분석적으로 도시될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에서의 필터 파라미터는 그러한 관계에 따라 선택되었다. 그러한 시스템은 완전히 투명하다.

이 실시 예는 병렬로 합산하는 필터에 대응한다는 것에 유의하라. 두 개의 필터가 직렬로 배치될 때, 하나는 다른 필터의 출력상에서 작용하며 훨씬 간단한 조건, 즉 필터가 서로 반대가 될 때 유니티로 합계가 된다. 위에 요약된 수학적 논증은 특정한 경우이며, 두 개의 종 모양 필터(2개의 바이쿼드(biquad)), 고역 통과 및 저역 통과 등 다른 많은 필터 조합을 유지하는 것으로 나타낼 수 있다.

상기 예는 직접 및 증폭된 사운드 사이의 시간 지연을 가정하지 않는다. 따라서, 피크 주파수에서 위상 변화가 없고 주변 주파수에서 무시할 수 있는 위상 변화가 없으므로 고막에서 코히어런트하게 합산된다. 이러한 조건은 보청기에 대기 시간이 없고 마이크와 보청기 사이에 상당한 거리(또는 전파 시간)가 없는 경우 충족된다.

증폭된 사운드가 충분히 지연된다면, 직접 사운드에 대해 위상이 180°만큼 시프트되는 주파수가 있을 것이다. 고막에서 합산되면, 이러한 사운드가 서로 파괴적으로 합산되어 상쇄된다. 주어진 주파수에서 증폭된 사운드의 직접 사운드에 대한 상대적인 크기는 상쇄가 완료될지(같은 크기인지) 또는 부분적인지(불균등한 크기)를 판정한다.

대부분의 보청기는 적어도 1.5 ms의 대기 시간을 가지며, 더 이상 지속되지 않는 경우, 이는 상당한 상쇄를 가져오고 ITF의 적절한 보상을 방지한다. 이러한 경우는 순수 지연을 대역 통과 필터에 추가하여 모델링되고; 지연은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 선형 위상 응답을 갖는다. 1.5ms의 지연에 대해, 다음의 두 가지 현저한 효과가 있다: 1) 중심 주파수에서의 크기 응답은 증폭된 사운드 단독보다 작으며, 2) 중심 주파수 주변에서 광범위한 코밍(combing)이 있다. 빗형(comb) 필터링은 입력 신호를 현저하게 왜곡하는 -10dB 미만의 이득을 갖는 다수의 노치를 포함한다.

마이크 지연은 마이크와 수신기 사이의 이격 거리를 단축시킴으로써 감소될 수 있고; 그것은 처리 회로(이는 디지털 프로세서일 수도 있지만 반드시 그렇지는 않음)에서 지연을 추가하거나 마이크를 수신기에서 멀리 이동시킴으로써 증가될 수 있다.

도 6의 블록도는 본 발명에 따른 청각 장치의 삽입 효과를 보정하기 위해 상술한 기본 단계를 도시한다. 제1 단계로서, 외이도에서의 청각 장치의 삽입 효과가 판정되어야한다(블록 102). 이는 외이도에서 제거되고 존재하는 장치로 측정을 수행하여 위에서 상술한 바와 같이 달성할 수 있다. (이 효과는 또한 상술한 바와 같이 착용자로부터의 입력으로부터 주관적으로 달성될 수 있다.) 외이도에서의 청각 장치의 삽입 효과가 판정되면, 그런 다음, 그것은 크기 및 위상에 대해 보정될 수 있다(블록 103).

도 7은 음향 인체 모형을 사용하여 보정이 판정되는 이들 단계를 더 상세하게 도시한다. 음향 인체 모형은 고막에서의 평균 주파수 응답을 시뮬레이션하도록 설계된 외이(outer ear) 뒤에 내장된 마이크를 제공한다(블록 104). 외이도가 폐쇄되지 않도록 인체 모형의 귀에서 청각 장치를 제거하면, 복합 헤드 관련 전달 함수(HRTF)가 측정된다(블록 105). 그 다음, 청각 장치를 인체 모형의 외이도에 위치시킴으로써(블록 106), 복합 삽입 전달 함수(ITF)는 꺼진 청각 장치로 측정될 수 있다(블록 107). 측정된 HRTF 및 ITF를 사용하여, 외이도에서 청각 장치의 삽입 효과를 보정하는 데 필요한 등화가 판정될 수 있다(블록 108). 상술한 바와 같이, 보정 등화는 측정된 HRTF 대 측정된 ITF의 비율일 것이다. 이 보정은 청각 장치에 적용될 수 있다(블록 109). 결과적인 보조 전달 함수(ATF)는 그런 다음 측정되어 HRTF와 비교될 수 있다.

음향 인체 모형으로 삽입 효과를 보정하기 위해 도 7에 도시된 것과 동일한 단계가 실제 사람을 사용하여 사용될 수 있다. 이 경우, 측정은 고막에서 프로브 마이크로 수행된다.

상술한 단계들은 반복적인 방식으로 반복되어 최적의 ATF에 도달하기 위해 보정을 미세하게 튜닝할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명이 상기 명세서에서 상당히 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 다음의 청구 범위에 의해 요구되는 것을 제외하고는 그러한 세부 사항으로 제한되는 것으로 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

Claims (27)

1. 사용자가 착용했을 때 청각 장치(hearing device)의 적어도 일부가 귀에 삽입되는 상기 청각 장치의 크기 및 위상 왜곡을 보정하는 방법으로서,
   사용자의 귀에 있을 때 상기 청각 장치의 삽입 효과를 판정하는 단계로서, 상기 삽입 효과는 크기 및 위상 응답을 갖는 복합 삽입 전달 함수(ITF)에 의해 특징지어지는 상기 판정하는 단계; 및
   상기 ITF의 크기 및 위상 응답 모두를 보정함으로써 상기 삽입 효과를 보정하는 단계로서, 상기 위상 응답이 최소 위상인 경우에만 상기 위상 응답이 보정되는 상기 보정하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 삽입 효과는 적어도 하나의 2차 최소 위상 필터에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
3. 제2 항에 있어서, 상기 2차 최소 위상 필터는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
4. 제2 항에 있어서, 상기 2차 최소 위상 필터는 바이쿼드(biquad) 필터인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 삽입 효과는 복수의 2차 최소 위상 필터들에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
6. 제5 항에 있어서, 상기 복수의 2차 최소 위상 필터들은 무한 임펄스 응답(IIR) 필터들인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5 항에 있어서, 상기 복수의 2차 최소 위상 필터들은 바이쿼드 필터인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
8. 제1 항에 있어서, 상기 귀에 청각 장치 없이 상기 귀를 통해 상기 고막으로의 사운드의 통과는 복합 헤드 관련 전달 함수(HRTF)를 특징으로 하고, 상기 삽입 효과를 보정하는 단계는, 상기 복합 헤드 관련 전달 함수(HRTF) 및 복합 삽입 전달 함수(ITF)로부터 판정되며 ITF 크기 및 위상 응답을 보정하기 위한 원하는 등화(equalization)를 판정하는 단계를 포함하며, 상기 원하는 등화의 크기 및 위상은 ITF에 대한 HRTF의 비율인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
9. 제8 항에 있어서, 상기 복합 HRTF는 인체 모형의 복합 HRTF를 측정함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
10. 제8 항에 있어서, 상기 복합 HRTF는 상기 청각 장치의 사용자의 복합 HRTF를 측정함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
11. 제8 항에 있어서, 상기 복합 ITF는 인체 모형의 귀 상의 상기 청각 장치의 복합 ITF를 측정함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
12. 제8 항에 있어서, 상기 복합 ITF는 사용자가 착용했을 때 상기 청각 장치의 상기 복합 ITF를 측정함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
13. 제1 항에 있어서, 상기 삽입 효과를 보정하는 단계는 ITF 크기 및 위상 응답을 보정하기 위한 원하는 등화를 판정하는 단계를 포함하고, 상기 원하는 등화는 사운드를 기술하는데 경험이 있는 사용자에 의해 주관적으로 판정되고, 상기 청각 장치를 착용할 때 상기 사용자가 상기 청각 장치 없이 청취한 사운드를 실질적으로 동일한 청취한 사운드와 비교하고, 양자간에 인식되는 차이가 없을 때 상기 원하는 등화가 달성되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
14. 제8 항에 있어서, 상기 청각 장치의 크기 및 위상 응답이 알려지면, 상기 크기 응답 및 위상 응답을 보정하기 위한 상기 등화가 최소 위상인 상기 위상 응답의 모든 부분에 대해 계산되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
15. 제8 항에 있어서, 원하는 위상 보정이 달성될 때까지 상기 위상 응답은 최소 위상인 상이한 위상 필터링이 상기 청각 장치에 반복적으로 도입되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
16. 제1 항에 있어서, 상기 청각 장치는 상기 오디오 주파수 스펙트럼 내의 사운드를 증폭하고, 상기 청각 장치는 상기 증폭된 사운드의 대기시간이 상기 청각 장치에 의해 생성된 최고 주파수의 약 120도 위상보다 작은 것에 대응하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
17. 제1 항에 있어서, 상기 청각 장치의 대기 시간은 상기 청각 장치에 의해 생성된 최고 주파수의 주기의 약 1/3보다 작은 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
18. 사용자가 착용했을 때 청각 장치의 적어도 일부가 귀에 삽입되는 상기 청각 장치의 크기 및 위상 왜곡을 보정하는 방법으로서, 착용시에 상기 청각 장치는 크기 및 위상 응답을 가지는 복합 삽입 전달 함수(ITF)에 의해 특징지어지는 삽입 효과를 산출하는 상기 방법은:
    착용시의 상기 청각 장치의 대기 시간이 상기 청각 장치에 의해 증폭된 최고 주파수의 주기의 약 1/3 미만이 되도록 상기 청각 장치를 구성하는 단계;
    상기 복합 ITF의 크기 응답을 보정하는 단계; 및
    상기 위상 응답이 최소 위상인 곳에서 상기 복합 ITF의 위상 응답을 보정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
19. 제18 항에 있어서, 상기 복합 ITF의 상기 크기 및 위상 응답은 적어도 하나의 최소 위상 2차 필터를 사용하여 보정되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
20. 제19 항에 있어서, 상기 최소 위상 2차 필터는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
21. 제19 항에 있어서, 상기 최소 위상 2차 필터는 바이쿼드 필터인 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
22. 제18 항에 있어서, 상기 청각 장치의 상기 대기 시간은 상기 장치를 통과하는 사운드의 주파수 종속적인 위상 지연을 생성하고, 상기 ITF 위상 응답 및 주파수 종속적인 위상 지연들이 공지되는 경우, 상기 위상 보정은 최소 위상인 위상 응답의 모든 부분에 대해 연산되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
23. 제18 항에 있어서, 원하는 위상 보정이 달성될 때까지 상기 위상 응답이 최소 위상인 상이한 최소 위상 필터링이 상기 청각 장치에 대해 반복적으로 도입되는 것을 특징으로 하는 보정하는 방법.
24. 사용자가 착용했을 때 청각 장치의 적어도 일부가 귀에 삽입되는 하나 이상의 선택된 주파수 대역에서 증폭된 사운드를 생성하기 위한 청각 장치로서,
    마이크;
    상기 귀에 삽입될 수 있는 스피커로서, 상기 마이크와 스피커 사이의 거리는 착용했을 때 상기 청각 장치의 대기 시간이 상기 청각 장치에 의해 증폭된 최고 주파수의 주기의 약 1/3보다 작도록 선택되는 상기 스피커; 및
    상기 마이크와 상기 스피커 사이의 프로세서;
    를 포함하고,
    상기 청각 장치의 적어도 스피커는 귀에 삽입될 때 삽입 효과를 생성하고, 상기 삽입 효과는 크기 및 위상 응답을 갖는 복합 삽입 전달 함수(ITF)에 의해 특징지어지고,
    상기 프로세서는 상기 ITF의 크기 및 위상 응답 모두를 보정함으로써 상기 삽입 효과를 보정하도록 구성되며, 상기 위상 응답은 상기 위상 응답이 최소 위상인 경우에만 보정되는 것을 특징으로 하는 청각 장치.
25. 제24 항에 있어서, 상기 프로세서는 적어도 하나의 최소 위상 2차 필터를 포함하고, 상기 최소 위상 2차 필터는 상기 복합 ITF의 크기 및 위상 응답을 보정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 청각 장치.
26. 제25 항에 있어서, 상기 최소 위상 2차 필터는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터인 것을 특징으로 하는 청각 장치.
27. 제25 항에 있어서, 상기 최소 위상 2차 필터는 바이쿼드 필터인 것을 특징으로 하는 청각 장치.

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