KR970003989B1 - 벡터를 사용한 인공 청각기관의 피팅 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

요약 없음.

Description

벡터를 사용한 인공 청각기관의 피팅 장치 및 그 방법

제1도는 피팅장치에 연결된 인공청각기관, 보청기 또는 기타 청각개선장치의 블럭도.

제2도는 음향파라메터에 다수 메모리를 가지며 피팅장치를 구체화한 인공청각기관, 보청기 또는 기타 청각개선장치의 블럭도.

제3도는 본 발명의 시행에서 예상되는 방법을 나타내는 단계의 흐름도.

제4도는 초기 청각특성에 대한 벡터 응용을 시행하는 일련의 단계를 설명하는 흐름도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.

제6도는 본 발명의 또다른 실시예의 블럭도.

제7도는 본 발명의 또다른 실시예의 블럭도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

14 : 마이크로폰16 : 음향신호

26 : 레시버28 : 통신링크

본 발명은 인공청각기관에 관한 것으로, 특히, 조정가능한 음향파라메터를 구비한 인공청각기관에 관한 것이다.

인공청각기관은 당해 인공청각기관의 착용자 또는 사용자가 수신한 소리의 청각특성을 변형하기 위해 사용된다. 일반적으로 인공기관의 목적은, 적어도 부분적으로는, 사용자 또는 착용자의 청각 장애를 보상하기 위한 것이다. 착용자에게 가청범위의 음향 신호를 제공하는 보청기는 잘 알려져 있으며, 이는 인공청각기관의 일예이다. 최근에는 착용자의 청취능력을 개선하기 위해 전기자극 신호로서 청각신경을 자극하는 와우각 이식조직편이 사용되고 있다.

인공청각기관의 다른예로서는 종이의 기계적 자극에 의해 착용자의 청취 응답을 자극하는 이식보청기와 사용자를 전자역학적으로 자극하는 인공기관이 있다.

청각장애는 개인에 따라 매우 다르다. 어떤 사람의 청각장애를 보상하는 인공청각기관이 다른 사람에게는 이익이 되지 못하거나 오히려 방해가 될 수도 있다. 따라서 인공청각기관은 개개의 사용자 또는 환자의 필요에 부합되도록 조정가능해야 한다.

사용자 또는 환자에게 최고의 이익을 제공하도록 개개의 인공청각기관을 조정하는 과정을 일반적으로 “피팅”이라 부른다.

다시말하면, 인공청각기관은 사용자 또는 환자에게 최고의 이익을 제공하도록 그 인공청각기관을 사용하는 각 개인에게 부합되게 맞추어져야 한다. 인공청각기관의 “피팅”은 인공청각기관에 대하여 사용자에게 도움이 되도록하는 적합한 청각특성을 제공한다.

상기 피팅 과정은 개인의 청취능력에 대한 청각 특성을 측정하는 단계와, 측정된 특수청각 결함을 보상하기 위해 필요한 음향 특성의 종류, 예를들어 특정주파수대에서의 음향 증폭율을 계산하는 단계와, 예를들면 음향증폭율을 특정주파수대로 하는 등 적합한 음향특성을 전달하도록 인공기관을 인에이블 시키기 위해 인공청각기관의 청각특성을 조정하는 단계와, 상기 특수 청각특성이 개인에 의해 인공청각기관을 동작시킴으로써 나타나는 청취결함을 보상한다는 것을 증명하는 단계로 이루어진다. 종래 보청기의 사용에 있어서 청각특성의 조정은 제조과정에 이른바 “일반” 보청기라하는 부품의 선택에 의하여 또는 피터(fitter), 전형적으로는 이과의사, 청각학자, 보청기분배자, 이후두학자, 또는 다른 의사 또는 의료전문가가 이용할 수 있는 전자차계를 조정함으로써 달성된다.

일부 보청기는 조정할 수 있을 뿐만 아니라 프로그램할 수도 있다. 프로그램 가능한 보청기는 특수청각특성을 제공하기 위해 보청기가 사용할 수 있는 음향파라메터가 저장된 몇가지 기억장치를 구비한다. 기억장치는 새로운 또는 수정된 청각 파라메터 또는 보청기에 수정된 청각특성을 순차 제공하는 음향파라메터세트를 제공하도록 변형 또는 수정될 수 있다. 전형적으로 기억장치는 레지스터나 랜덤하게 어드레스할 수 있는 메모리등의 전자식 기억 장치이지만, 프로그램 카드, 스위칭 세팅 또는 저장능력을 가진 다른 메카니즘등 다른 형태의 기억장치일 수도 있다. 전자식 메모리를 사용하는 프로그램가능한 보청기의 일예는 만골드에 허여된 미합중국 특허 제4,425,481호에 개시되어 있다. 전자식 메모리를 사용하는 프로그램가능한 보청기의 사용으로, 새로운 청각특성 또는 새로운 음향파라메터 세트가 호스트 컴퓨터 또는 프로그램되는 보청기와 통신하기 위한 메카니즘을 포함한 다른 프로그래밍 장치에 의하여 보청기에 제공될 수 있다.

각 개인에 대하여 수용가능한 피팅을 달성하기 위하여는, 음향파라메터의 초기설정 또는 값을 초기에 달성하도록 또는 사용자 보청기를 사용한 후에 상기 설정 또는 개정하도록 음향파라메터의 변화 또는 수정을 행할 필요가 있다. 음향파라메터의 설정 또는 값을 제공하기 위한 공지의 메카니즘은 일반적으로 개인의 청각 장애를 측정하는 단계와, 상기 측정된 청각장애를 개선하기 위해 개개의 음향파라메터에 필요한 세팅 또는 값을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 메카니즘은 초기 설정 또는 값을 얻는데는 잘동작하지만, 보청기의 다른 청각특성을 얻기 위해 파라메터의 변형이나 수정을 행하는데는 잘 동작하지 않는다.

본 발명은 청각특성을 지정하는 음향파라메터 세트로 이루어진 다수의 개개의 세트에서 상대변화를 일으킴으로서 인공청각기관의 청각특성을 조정하는 피팅 조정 메카니즘의 제공에 의해 상기한 문제점들을 해결한다. 음향파라메터를 개별적으로 수정하는 대신, 그리고 최초에 음향파라메터를 재결정하는 대신 다수의 음향파라메터에 상대 변화를 선택적으로 지정하는 벡터가 선택된다. 음향파라메터의 설정 또는 값에 상대변화가 제공되기 때문에 인공청각기관의 음향 특성의 상대변화가 얻어질 수 있다. 예로서, 저잡음 환경에서 명료도(intelligibility)를 증가시키는 벡터는 개개의 음향파라메터의 값에서 상대변화를 일으키며, 이는 고주파 신호에 제공되는 이득을 증가시키고 저주파 및 고주파대 사이의 킷오프 주파수를 증가시킬 수 있다. 벡터는 특수한 개선을 달성하기 위해 또는 청각 특성의 변화를 위해 특수방향으로의 상대변화를 제공하기 때문에 벡터에는 많은 시간이 인가될 수 있고 또는 소망하는 결과를 얻기 위해 벡터의 결합형이 주어질 수 있다.

전형적으로 벡터는 본래의 피팅에서 지정된 음향파라메터의 값에 관계없이 사용할 수 있다. 또한 많은 음향파라메터가 서로 상호 작용하기 때문에 벡터를 사용함으로서 특수한 전체적으로 이익이 되는 결과를 얻는데에 반복성의 경험적인 재조정을 제거할 수 있다.

본 발명은 공지의 신호처리 특성에 대응하는 한 세트의 신호처리 파라메터를 저장하기 위한 저장 메카니즘과, 청각 장애를 보상하도록 설계된 적어도 하나의 신호처리 파라메터를 가진 신호처리 파라메터 세트에 따라 소리표시 신호를 처리하는 신호처리 장치를 구비한 청각개선장치를 사용하도록 설계되며, 청각개선장치의 청각특성에서의 소망하는 변화에 따라 신호처리 파라메터의 새로운 세트를 결정하는 방법을 제공한다. 제1단계는 청각개선장치의 청각특성에 있어서의 소망하는 변화에 관계되는 소정의 신호처리 목표에 따라 개개의 신호처리 파라메터의 값에 대한 상대 변화를 구성하는 벡터를 선택하는 것이다. 다음 단계는 개개의 신호처리 파라메터중 상응하는 것의 값에 대하여 벡터의 개개의 신호처리 파라메터 값에서의 상대변화를 제공하여 새로운 신호처리 파라메터 세트를 만들어 내는 것이다.

본 발명은 또한, 적어도 하나의 신호처리 파라메터가 청각 결함을 보상하도록 설계된 신호처리 파라메터의 각 세트가 공지의 신호처리특성에 대응하도록된 한세트의 신호처리 파라메터를 각각 저장하는 다수의 메모리와, 상기 다수의 신호처리 파라메터 세트중에서 선택된 세트에 따라서 음성을 나타내는 신호를 처리하기 위한 신호처리 장치와, 어떤 신호처리 파라메터 세트가 신호처리 장치에 의해 활용되는지를 결정하기 위해 다수 메모리 중의 하나를 선택하도록 신호처리 장치 및 다수 메모리에 연결된 선택 메카니즘을 구비한 인공청각기관을 사용하도록 설계되고, 또한 인공청각기관의 청각특성에서의 소망하는 변화에 따라 새로운 세트의 신호처리 파라메터 값을 결정하는 방법을 제공한다. 제1단계는 인공청각기관의 청각특성에서의 소망하는 변화에 관계된 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터 값의 상대 변화로 이루어진 벡터를 선택하는 것이다. 그 다음 단계는 공지의 신호처리 특성의 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터 값에 대하여 벡터의 개개의 신호처리 파라메터 값에 상대변화를 일으켜 새로운 신호처리특성을 만들어내는 것이다. 그 다음 단계는 인공청각기관의 신호처리 장치에서 새로운 신호처리 특성을 이용하는 것이다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 파라메터가 청각장애를 보상 하도록 설계된 다수의 신호처리 파라메터를 지정하는 신호처리특성을 각각 저장하는 다수의 메모리와, 선택된 신호처리 특성에 따라 음성을 나타내는 신호를 처리하는 신호처리 장치와, 신호처리 장치에서 어떤 신호처리 특성이 이용되는지를 결정하기 위해 다수의 메모리중 하나를 선택하도록 상기 신호처리 장치 및 상기 다수의 메모리에 결합된 메모리 선택 메카니즘을 구비한 청각개선장치를 사용하도록 설계되고, 또한 공지의 신호처리 특성의 신호처리 파라메터값으로 부터 특수한 신호처리 파라메터를 위한 신호처리 파라메터 값을 결정하는 장치를 제공한다. 벡터선택 메카니즘은 소정의 신호처리특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터값의 상대 변화로 이루어진 벡터를 선택한다. 응용메카니즘은 벡터 선택 메카니즘에 연결되고, 공지의 신호처리특성의 신호처리 파라메터 값에 대하여 벡터의 개개의 신호처리 파라메터 값에 상대변화를 제공하여 새로운 신호처리 특성을 만든다. 저장메카니즘은 응용메카니즘에 연결되어 상기 다수의 메모리중의 하나에 새로운 신호처리특성을 저장한다.

본 발명은 또한 보청기를 제공한다. 보청기는 음향정보를 전기입력신호를 변환하는 마이크로폰과, 상기 전기 입력신호를 수신하고 적어도 하나의 파라메터가 청각장애를 보상하도록 설계된 한세트의 신호처리 파라메터에 응답하여 상기 전기 신호에 따라 동작하며 처리된 전기 신호를 발생하는 신호처리 장치와, 처리된 전기 신호를 환자가 인지할 수 있도록 개작된 신호로 변환하기 위해 상기 신호처리 장치에 연결된 래시버를 구비한다. 보청기는 또한 적어도 한 세트의 신호처리 파라메터를 저장하도록 신호처리 장치에 실시가능하게 연결된 제1저장 메카니즘을 구비한다. 벡터 메카니즘은 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터 값의 상대변화로 이루어진 벡터를 저장하기 위해 제공된다. 또한 제1저장 메카니즘과 벡터 메카니즘에 실시가능하게 연결된 응용메카니즘은 공지의 신호처리 특성의 신호처리 파라메터 값에 대하여 벡터의 개개의 신호처리 파라메터값에 상대변화를 주어 새로운 신호처리 파라메터 세트를 만들기 위해 제공된다.

장치는 다른 주파수대를 각각 갖는 다수의 채널과 상기 다수의 채널중 적어도 2개의 채널사이에서 컷오프를 지정하는 컷오프 주파수를 구비하는 것이 좋다. 여기에서 신호처리 파라메터 세트의 개개의 신호처리 파라메터중 적어도 일부는 상기 다수의 채널중 적어도 하나의 이득의 값과 컷오프 주파수 값을 포함한다.

음향파라메터 세트의 음향파라메터의 적어도 일부는 또한 상기 다수의 채널중 적어도 하나에 대한 해제시간의 값을 포함하는 것이 좋다. 벡터 음향파라메터 값과 인공청각기관의 음향파라메터 세트의 대응하는 파라메터는 소정 세트의 산술동작에 따라 합성된다. 벡터의 음향파라메터 세트의 각 파라메터 값은 청각특성의 음향파라메터 세트의 대응 파라메터에 부가되는 것이 좋다. 일실시예에서 청각 특성의 음향파라메터 세트의 각각의 개별적인 파라메터 값은 적어도 2개의 벡터로 부터의 음향파라메터 세트의 대응파라메터로부터 써넣어진 값을 사용하여 수정된다.

일실시예에 있어서는 다수의 벡터가 사용되고, 소망하는 청각 신호처리특성에 기초하여 상기 다수 벡터중의 특수 벡터가 결정된다.

일실시예에서는 다수 벡터중의 적어도 일부가 소망하는 청각 신호처리특성에 근거되며 잡음감소벡터 및 명료도 벡터를 포함한다.

다수 벡터중 하나이상의 1회에 사용된다. 일실시예에 있어서, 개개의 음향파라메터에 대한 상대변화치는 사용되는 다수의 벡터 모두를 시험함으로서, 그리고 최대의 절대 크기를 갖는 다수의 벡터중에서 음향파라메터의 상대변화치만을 선정하여 사용한다.

전술한 본 발명의 장점, 구성 및 작용은 첨부도면에 따른 다음의 설명으로부터 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

만골드 등의 미합중국 특허 제4,425,481호 “프로그램가능한 신호처리 장치”는 청각개선장치, 인공청각기관 또는 보청기에서 사용되는 프로그램가능한 신호처리 장치에 대한 일예를 나타내고 있으며 상기 특허로서 본 발명은 실용성을 갖는다. 만골드등의 프로그램 가능한 신호처리 장치는 주로 신호처리 장치, 상기 신호처리 장치에 신호를 공급하는 마이크로폰 및 신호처리 장치의 출력을 제공하기 위해 신호처리 장치의 출력단자에 연결된 이어폰으로 구성된다. 메모리는 신호처리 장치에 연결되는 신호처리 장치가 신호처리 장치에 의해 사용되는 적당한 특성, 보청기의 경우에는 청각 특성을 결정하는 어떤 음향파라메터를 저장한다. 메모리와 신호처리 장치 사이에는 제어장치가 연결되어 신호처리 장치에 공급될 다수의 음향파라메터 세트중의 하나를 선택하며, 이로서 메모리에는 새로운 음향파라메터 값이 로드된다. 따라서 만골드 등의 특허에 개시된 신호처리 장치는 청각개선장치, 인공청각기관, 또는 보청기에 유익하게 사용될 수 있는 신호처리 장치를 나타낸다.

그러나 만골드등의 특허에서는 신호처리 장치의 메모리에 저장될 수 있는 개개의 음향파라메터가 어떻게 결정되는지에 대해서는 언급하지 않고 있다.

제1도는 고정장치(12)에 외부적으로 연결되는 인공청각기관(10), 또는 청각개선장치 또는 보청기를 도시한 것이다. 만골드등의 특허에서 처럼, 인공청각기관(10)은음향신호(16)를 수신하고 그 음향신호를 전기입력신호(18)로 변환하여 신호처리 장치(20)에 공급하는 마이크로폰(14)을 포함한다. 신호처리 장치(20)는 청각장애를 보상하도록 설계된 한 세트의 음향파라메터(22)에 따라 상기 전기입력신호(18)를 받아 동작하고 처리된 전기 신호를 발생한다.

처리된 전기 신호(24)는 보청기 용어로 소형 스피커라하는 레시버(26)에 공급되어 사용자가 음성으로서 인지할 수 있는 신호를 발생한다.

이 설명은 일반적으로 보청기에 대하여 행하지만 본 발명은 와우각 이식편등의 다른 형태의 인공청각기관에 대하여도 적용할 수 있으며, 그 경우에 레시버(26)는 전극 또는 전극들로 대체된다.

또 본 발명은 이식 보청기에 대하여도 적용할 수 있는데 이 경우에는 레시버(26)가 전기-역학변환기로 대체되며, 촉각 보청기에 적용하는 경우에는 레시버는 진동성 촉각 변환기로 대체된다.

개인 또는 사용자에게 적합한 청각 특성을 가진 인공청각기관을 제공하기 위해서는, 음향파라메터(22)에 의해 지정된 것처럼, 인공청각기관(10)은 각 객인의 청각 장애에 맞추어져야 한다. 피팅 과정은 각 개인의 청각 특성을 측정하는 단계와, 증폭특성 또는 특수 청각장애를 보상하는 필요한 다른 신호처리 특성을 계산하는 단계와, 인공청각기관에서 사용될 개개의 음향파라메터를 결정하는 단계와, 소망하는 개선을 얻기위하여 개인별 청취능력과 관련하여 동작하는 상기 음향파라메터를 증폭하는 단계를 포함한다.

제1도에서 설명한 바와같이 프로그램 가능한 음향 청각기관(10)을 사용함으로서, 통신링크(28)를 따라 인공청각기관(10)과 통신하는 피팅장치(12)로부터 인공청각의 전자 제어에 의해 음향파라메터(22)의 조정을 행할 수 있다. 일반적으로 피팅장치(2)는 초기 피팅을 제공하도록, 즉, 인공청각기관을 사용하고자 하는 특수 개인에 대한 특수 청각장애를 보상하기 위하여 음향파라메터(22)의 초기값을 결정하도록 프로그램될 수 있는 호스트 컴퓨터이다. 상기한 초기 피팅과정은 공지된 사항이다. 상기 초기피탕을 위해 사용할 수 있는 기술의 예는 뉴저지주, 엥글우드 클립스, 프렌티스 홀의 스키너마가레트 더블유.의 “보청기 평가(Hearing Aid Evaluatiou)”제6-9장에 설명된 기술에서 얻을 수 있다. 유사한 기술은 미시간주 리보니아에 소재한 국립 청각장치 연구회의 브리스키 로버트 제이. 의 “장치 고정기술”과 샌들린 로버트 이. 의 “청각장치과학 및 피팅 실시”에서 얻을 수 있으며, 이하 이 기술들을 참조한다. 불데르 콜로라도의 코클리어 코포레이션제품인 SPI(Speech Programming Interface)를 사용한 DPS(Digital Programming System)는 피팅 시스템(2)등의 피팅 시스템에 대한 본보기이다. 이 시스템은 역시 코클리어 코포레이션 제품인 WSP(Wearable Speech Processor)와 함께 작용하도록 설계된다.

제2도는 피팅장치(12)와 관련하여 동작하는 인공청각기관(10)의 제기된 실시예에 대한 블럭도이다. 제1도에서와 마찬가지로, 인공청각기관(10)은 마이크로폰(14)에 의해 음향신호(16)를 수신하고 전기입력신호(18)를 신호처리 장치(20)에 송신한다. 신호처리 장치(20)는 한세트의 음향파라메터(22)와 함께 전기입력신호(18)를 처리하고 처리된 전기신호(24)를 발생하여 레시버(26)에 송신한다. 음향파라메터(22)는 인공청각기관(10)이 동작하도록 설계되는 청각 특성을 지정하는 한 세트의 음향파라메터를 각각 포함하는 다수의 메모리(30)로 구성된다. 선택장치(32)는 메모리(30)로부터 음향파라메터 세트중의 하나를 선택하여 선택된 세트를 신호처리 장치(20)에 공급한다. 본 발명에서 피팅장치(12)는 통신링크(28)에 의해 메모리(30)에 연결된다. 피팅장치(12)는 후술되는 벡터 선택메카니즘(34), 역시 후술되는 벡터응용메카니즘(36) 및, 통신링크(28)를 거쳐 음향파라메터(22)의 새로운 값을 인공청각기관(10)내의 메모리(30)에 공급하기 위해 벡터응용메카니즘(36)의 출력을 수신하는 저장 메카니즘(38)으로 구성된다.

인공청각기관의 청각특성을 결정하기 위해 음향파라메터의 값을 결정하는 공지의 메카니즘은 일반적으로 각 개인의 청각 장애를 측정하는 단계와 상기 측정된 청각장애를 보상하기 위하여 필요한 음향파라메터의 값을 결정하는 단계를 포함한다.

이들 공지의 메카니즘은 인공청각기관(10)에 초기에 공급되도록 음향파라메터의 값을 초기 결정하는 데에는 잘동작한다. 그러나, 피팅중에, 공급된 창각특성을 변경 또는 수정하는 것, 특히, 외부 잡음에 대한 인공청각 기관의 응답을 감소시키거나 사용자가 인공청각기관(10)을 사용하여 달성시키는 명료도를 증가시키는 등의 특수한 청각 목표를 향하여 공지의 또는 현존하는 청각 특성을 수정하는 것은 일반적으로 권장할만 하다. 본 발명의 인공청각기관(10)과 피팅장치(12)는 상기 청각특성을 지정하는 다수의 음향파라메터 세트의 각각에 상대변화를 제공함으로서 인공청각기관(10)의 청각 특성에 상대변화를 제공하기 위하여 벡터개념을 사용하는 피팅 조정 메카니즘을 제공함으로써 이 문제를 해결한다. 음향파라메터(22)를 개별적으로 수정하는 대신에 또는 최초부터 음향파라메터(22)를 재결정하는 대신에, 본 발명의 벡터 개념은 전체 세트 기초에 걸쳐 다수의 음향파라메터(22)에 대한 상대 변화를 지정하는 벡터를 선택함으로서 동작한다. 음향파라메터(22)의 설정 또는 값에는 상대변화가 제공되므로 인공청각기관(10)의 청각 특성의 상대변화가 얻어질 수 있다.

인공청각기관(10)의 청각특성을 수정하는 벡터 과정을 제3도를 따라 설명한다. 제3도는 단계 40에서는 음향파라메터(A₁, A₂,… A_n)의 값을 선택함으로서 인공청각기관(10)의 초기 청각특성이 결정되거나 결정되어 있다. 인공청각기관(10)의 청각특성 목표에서의 변화 또는 수정이 일단 확정되면, 단계 42에서는 F₁, F₂, … F_n으로 정의되는 각각의 음향파라메터에서의 상대변화를 구성하는 벡터를 선택한다. 단계 44에서는 이들 벡터의 상대변화가 단계 40에서 결정된 초기 음향파라메터에 응용되고 단계 46에서 F₁, F, … F_n으로 구성되는 각각의 파라메터에 함수를 부여하고 새로운 결과, 즉, B₁=F₁(A₁), B₂=F₂(A₂)…, B_n=F_n(A_n)을 얻음으로서 원시음향파라메터(A₁, A₂,… A_n)에 기초하여 새로운 세트의 청각특성을 얻는다.

기술분야에서 공지된 인공청각기관(10)의 청각특성에서의 변화는 일반적으로 개개의 음향파라메터(22)의 세팅 또는 값의 개정을 포함한다. 다수의 이들 개개의 음향파라메터는 상호작용하므로, 사실상, 파라메터를 변화시키는 것은 다른 하나의 음향파라메터의 수정을 필요로 한다. 본 발명은 하나 이상의 음향파라메터를 동시에 협동 조정함으로서 동작한다. 모든 음향파라메터 세트는 변형되는 것이 좋다. 이러한 방법으로 청각조정목표가 정의되어 인공청각기관(10)에 사용되고, 음향파라메터(22)의 하나이상, 바람직하게는 전체세트에 대한 값을 소망하는 청각목표를 달성하는 청각특성으로 적합하게 변경시킨다.

다음은 실행중인 본 발명의 벡터 개념의 일예에 대하여 설명하고 이를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

음향파라메터

주어진 인공청각기관, 즉, 이 경우에는 보청기가 2채널 보청기의 청각특성을 지정하기 위해, 한세트의 음향파라메터를 구비한 것으로 가정한다. 개개의 청각 파라메터는 저역통과 이득, 저역통과 착수시간, 고역통과 이득, 고역통과 착수시간 및 저역통과-고역통과 컷오프 주파수에 의해 정해진다고 가정한다. 또한 저역통과 이득이 30dB, 저역통과 착수시간 10밀리초(ms), 고역통과이득이 40dB, 고역통과 착수시간이 20밀리초 및 저역통과, 고역통과 컷오프 주파수가 2000Hz인 보청기에 대한 음향파라메터의 초기값을 결정하기 위해 공지의 메카니즘을 사용한다고 가정한다. 상기 음향파라메터에 의해 지정된 청각특성이 주어지고, 상기 보청기의 청각특성이 시끄러운 주변 상황에서는 덜 민감하도록 청각 특성을 수정할 필요가 있다면 개개의 음향파라메터에 대한 한 세트의 상대변화를 포함하는 “잡음 감소”벡터를 사용할 수 있다. 대표적인 잡음감소 벡터는 저역통과 이득이 5dB 줄어들고, 저역통과 착수시간이 10밀리초 짧아지며, 고역통과 이득은 불변, 고역통과 착수시간 불변, 저역통과-고역통과 컷오프 주파수가 500Hz 낮아지는 음향파라메터로 구성된다. 초기 음향파라메터에 상기 잡음감소 벡터를 적용하면 저역통과 이득은 25dB, 저역통과 착수시간이 0밀리초, 고역통과 이득은 40dB, 고역통과 착수시간이 20밀리초, 그리고 저역통과-고역통과 컷오프 주파수는 1500Hz가 된다. 이 처리는 표 1에 나타나 있다. 따라서 잡음 감소벡터는 저주파 임펄스형의 극심한 잡음에 대하여 보청기의 청각 특성의 민감도를 적절히 감소시키기 위해 사용된다. 다시말하여, 보청기의 초기 수정이 시끄러운 상황에서 사용이 곤란하다는 점을 제외하고는 사용자에게 만족스럽다고 할 때, 상기 잡음감소 벡터는 더 감소된 저역통과 주파수 영역과 더 빠른 자동이득제어 착수시간을 가진 새로운 설정값을 발생하도록 적용될 수 있다. 따라서 잡음감소 벡터는 대부분의 환경에서 잡음에 대한 주요 인자인 저주파 음성의 증폭률을 감속시키도록 동작하고, 자동이득 제어회로가 저역통과 채널에서 잡음성분에 신속히 응답하도록 한다.

상기 잡음감소 벡터를 미리 구한 음향파라메터에 수학적인 가산을 한다는 점에서 설명하였으나, 이들 벡터는 상대적 및 절대적인 2가지 포텐셜형의 요소를 갖는다는 것을 알아야 한다. 상대요소는 산술처리, 예를들면 더하기 등에 의해 초기치로부터 새로운 값으로의 변화를 저장한다. 절대요소는 초리설정치중에서 본래값에 무관한 특수음향파라메터의 값을 지정한다. 이들 2가지 형은 얻어야할 특수청각특성에 의존하여 함께 혼용될 수 있다.

새로운 또는 혼성벡터를 형성하기 위해 또는 양 벡터의 합성이 되는 청각특성을 가진 새로운 청각특성을 가져오는 새로운 또는 합성 결과를 제공하기 위해 이상의 벡터를 합성할 수 있음을 알아야 한다. 다중합성 벡터를 사용하는 경우에 하나의 벡터의 상대변화를 간단히 더하고 그 다음 제2벡터의 상대변화를 더하는 것외에 다른 규칙을 형성하는 것이 바람직하다. 예를들면, “명료도”벡터를 “임펄스음성”벡터와 함께 사용하면 두 벡터는 자동이득 제어회로의 해제 시간을 증가시킬 수 있다. 그러나 두 벡터를 사용하는 경우, 특성을 바꾸기 위해 양 벡터의 상대변화를 순차적으로 더하는 것은 초기 음향파라메터의 적합한 음향파라메터에 대한 변화의 최대치를 살펴보고 본래의 음향파라메터에 대한 최대 변화를 제공하는 두 벡터로 부터 선택된 음향파라메터의 상대변화를 적용하는 것이다.

주어진 시간이 한세트 이상의 음향파라메터를 저장하는 메모리를 구비한 인공청각기관에 대해서는, 인공청각기관자체가 피팅장치(12)로서 동작하여 소정목표에 따라 변화하는 청각특성을 지정하는 추가적인 음향파라메터 세트를 만들며, 상기 소정목표는 후에 인공청각기관의 메모리에 저장된다. 따라서, 음향파라메터의 초기 세트가 1차 제공된 인공청각기관은 다른 하나의 음향파라메터 세트 또는 벡터를 사용하는 음향 파라메터 세트로 가득한 다른하나의 완전한 메모리를 부트스트랩하며, 상기 음향파라메터 모두는 사용자 각각의 청각장애에 대해 개별적으로 조정된다.

하기의 표 2는 전술한 것과 다른 음향파라메터 세트를 가진 보청기에서 작용하는 벡터 개념의 일예를 나타낸다.

[표 2]

상기 표 2는 초기의 음향파라메터 세트, 그 음향파라메터 세트를 수정하도록 동작하는 벡터의 음향 파라메터 및 보청기의 수정된 청각 특성을 나타내는 수정된 음향파라메터 세트를 나타낸다. 이 상황에서 수정벡터는 소망하는 청각특성의 변화정도에 따라 1회 이상 적용될 수 있다. 즉, 이 특수 벡터에서 지정된 상대 변화는 수회, 예를들면 2회적용할 수 있으며, 이 경우 1회적용할때 보다 소망하는 특수청각 목표에 대해 2배의 수정을 가져온다.

제4도는 선택된 벡터, 이 경우에는, “명료도”벡터의 적용을 설명하는 흐름도를 나타낸다. 초기 피팅, 즉 음향파라메터의 초기 설정은 상기와 같이 추정되고 기술분야에서 공지된 사항이다. 단계 112에서 사용자 또는 피터(fitter)에 의해 결정된 어떤 객관적인 또는 주관적인 기술로부터 요구되는 또는 주관적인 기술로부터 요구되는 또는 소망하는 변화를 결정한다. 이것을 사용될 특수 벡터를 설정하는 것과 유사하다. 단계 114에서 잡음감소 벡터를 적용하거나 단계 116에서 명료도 벡터를 적용하거나 단계 118에서 “고입력 보호를 가진 증가된 소란”벡터를 적용할 수 있다.

설명을 위해 명료도 벡터 다음의 일련의 단계에 대해서만 도시하였다.

단계 114(잡음감소)와 단계 118(고입력 보호를 가진 증가된 소란) 다음에도 또한 유사한 일련의 단계가 있음을 알아야 한다. 명료도 벡터(단계 116)를 적용하기로 결정한 다음에는 단계 120에서 n=1로 설정하고 그 다음 n 값이 이 벡터의 음향파라메터 수보다 더 큰지를 판단한다(단계 116). 만일 더크지 않으면 처리는 벡터의 제1음향파라메터를 상기 결정한 바와같이 정상적인 방식으로 적용한다(단계 124). 다음 n 값을 증가시키고(단계 126)처리는 단계 122로 복귀한다. 그후의 음향파라메터는 단계 124에서 단계 122까지를 반복하면서 변경되고 n값이 벡터의 모든 음향파라메터가 적용되었음을 나타내는 벡터의 음향파라메터수를 초과하는지를 판단한다. 이 다음 처리는 단계 128에서 탈출 또는 종결된다.

상기한 설명은 산술 가산을 포함하는 음향파라메터의 상대변화에 대하여 행하였지만 음향파라메터 값을 가진 다른 형태의 산술동작이 시행될 수도 있으며, 이것은 본 발명의 범주에 귀속된다는 것을 알아야 한다. 예를들어, 선형 또는 대수학적 차원에서의 승산을 가산처리외에 또는 가산처리와 함께 사용할 수 있다. 또한 다른 산술동작도 가능하다. 제3도의 블록(46)에서 함수표시로 나타낸 바와같이, 벡터에 의해 수행된 동작은 표준 수학적인 함수가 아닌 일반적으로 어떤 다른 함수관계에 있을 수 있다. 결과적인 음향파라메터가 벡터에 포함된 음향파라메터 값에 대한 함수가 되도록 벡터를 적용하는 것이 요구될 뿐이다. 일예로서, 벡터를 저역통과 및 고역통과 주파수대 사이의 크로스오버 주파수의 변화 정도를 지정한다. 크로스오버 주파수를 1Hz 증가시키는 변화는 비실용적이므로 벡터는 변화될 양자화 단계의 수를 지정한다. 상기 양자화단계는 가변성이며 예를들어 150Hz 양자화 단계가 될 수 있다. 따라서 벡터의 상기 음향파라메터에 대한 수 1은 크로스오버 주파수 값에서의 150Hz 변화를 지정하며, 수 2는 300Hz 변화를 지정한다.

본 발명의 상대 벡터 개념을 사용하는 다른 방법은 2개의 벡터를 사용하는 것으로 2벡터로부터의 개개의 음향파라메터의 합성에 기초하여 상대 변화를 일으킴으로서 청각특성을 수정하는 것이다.

이 기술은 연속적으로 인가된 벡터 또는 두 벡터에서 지정된 개개의 음향파라메터 사이에서 개찬(interpolation)함으로서의 최대 크기의 변화를 사용할 필요가 없다. 따라서 5dB이라 하는 하나의 벡터가 주어진 음향파라메터를 증가시키고 10dB이라 하는 제2의 벡터가 같은 음향파라메터를 증가시키면, 상기 음향파라메터의 변화치 사이에서 개찬함으로서 현존하는 7.5dB의 음향파라메터로의 수정이 지정된다.

상기 설명을 통하여 피팅장치(12)는 인공청각기관(10)마다 별개의 것으로 설명되었다. 제5도에 도시된 인공청각기관(10A)은 제1도의 인공청각기관(10)과 다른 개념을 제공한다. 인공청각기관(10A)은 음향신호(16)를 수신하여 신호처리 장치(20)에 전기 입력신호(18)를 제공하는 마이크로폰(14)을 구비하여, 상기 신호처리 장치(20)는 이 경우에 메모리에 저장된 1세트의 음향파라메터(22)에 따라 동작한다. 신호처리 장치(20)로부터 출력된 처리된 전시 신호(24)는 레시버(26)에 공급되고 레시버는 사용자가 인지할 수 있는 음성을 제공한다. 그러나 제45도의 인공청각기관(10A)은 만골드 등에 의해 설명된 것과는 대조되게 1세트의 음향파라메터(22)의 상대변화로 구성되는 적어도 하나의 벡터를 저장하는 메모리(50)를 제공한다. 바람직하게는 메모리(50)가 다수의 벡터를 저장하는 것이 좋다. 그 다음 이들 벡터중의 하나가 선택 메카니즘(52)에 의해 선택되고 전술한 바와같이 응용메카니즘(54)에 의해 응용된다. 그러므로 수정된 음향파라메터 세트는 신호처리 장치(20)에 공급된다. 이것은 인공청각기관(10)의 청각특성의 수정을 용이하게 한다. 메모리(50)에 하나의 벡터만이 저장되는 좋지않은 상황에서는, 선택 메카니즘(52)은 인공청각기관(10A)의 청각특성에서의 특별히 소망되는 변화에 따라 음향파라메터(22)의 응용될 벡터(50)의 정도를 변화시키기 위해 개찬 또는 조정하도록 응용메카니즘(54)에 정보를 공급한다.

본 발명의 다른 실시예를 제6도와 제7도에 도시하였다.

제6도는 인공청각기관(10B)의 블럭도이며, 여기에서 신호처리 장치(20)는 도시되었으나 마이크로폰(14)과 레시버(26)는 간단히 하기위해 생략되었다. 신호처리 장치(20)는 2세트의 음향파라메터(22A,22B)중의 어느 하나를 선택한다. 음향파라메터 세트(22A)에 대한 값은, 초기에 피팅 시스템에 의해 구해진 초기 피팅 표준치(56)로부터 얻어지고 인공청각기관(10B)과는 구별된다. 음향파라메터 세트(22B)에 대한 값은 벡터 저장장치(50)로 부터의 벡터 값을 초기 피팅 표준치(56)에 대해 응용하는 응용메카니즘(54)으로부터 얻어질 수 있다. 이 실시예에 있어서 2세트의 음향파라메터(22A,22B)는 인공청각기관(10B)내에 포함되며 응용메카니즘(54), 초기 피팅표준(56) 및 벡터 저장장치(50)는 인공청각기관(10B)의 외부에 위치된다.

제7도는 또다른 인공청각기관(10C)을 블럭도로 나타낸 것이며, 여기에서 신호처리 장치(20)는 도시되었으나 마이크로폰(14)과 레시버(26)는 간단히 하기 위하여 생략하였다. 신호처리 장치(20)는 초기 피팅 표준(56)으로부터 얻어지는 음향파라메터(22C) 또는 응용메카니즘(54)으로부터 선택할 수 있다.

응용메카니즘(54)은 음향파라메터 세트(22D)에 저장된 벡터를 초기 피팅 표준(56)으로부터의 값에 적용한다. 음향파라메터 세트(22D)는 벡터 벡터 저장장치(50)로부터 얻어진다. 이 실시예에 있어서 응용메카니즘(54)과 음향파라메터 세트는 인공청각기관(10C)에 포함되고 초기 피팅표준(56)과 벡터저장장치(50)는 인공청각기관(10C)의 외부에 위치된다.

벡터의 자동선택 또는 응용이 또한 본 발명에 따라 예측되어 진다. 제5도에 도시된 인공청각기관(10A)에 있어서, 벡터는 인공청각기관(10A)내의 메모리(50)에 저정된다. 그 다음에 사용자는 선택 메카니즘(52)을 수정하는 스위치 또는 원격 제어를 행함으로써 그 환경에 의존하여 처방(prescription)(청각특성)을 변경시킬 수 있다. 변화하는 벡터의 자동응용은 인공청각기관(10A)의 마이크로폰(14)에서 일어나는 음성의 어떤 특성을 알아내는 것과 응용메카니즘(54)을 거쳐 인가되는 벡터를 상기 특성이 존재하는 정도에 근거하여 선택 메카니즘(54)을 통해 선택하는 것에 의존한다.

이용가능한 벡터들중의 하나는 잡음 분위기에서 인공청각기관(10A)의 성능을 개선하도록 설계된 잡음 감소 벡터이다. 인공청각기관(10A)은 전기입력신호(18)가 잡음이 있음을 나타내는지를 검출하고 검출될 때에는 잡음 감소 벡터가 적용되도록 한다. 이 상황에서, 전기입력신호(18)는 또한 제5도에서 점선으로 나탄낸 바와같이 선택 메카니즘(52)에 입력으로서 공급된다.

특수 벡터의 자동선택의 개념은 다수의 음향파라메터 세트가 인공청각기관(10)내에 포함된 제1도의 인공청각기관(10)에 대해서도 적용될 수 있다.

따라서 본 발명은 청각개선장치, 인공청각기관, 보청기 및 신규의 보청기에 대한 새로운 청각특성을 결정하는 신규의 방법 및 인공청각 기관에 대한 음향파라메터를 결정하는 신규의 장치를 도시하고 설명하고 있다. 그러나 기술에 숙련된 사람은 청구범위에서 정의하는 발명의 범위에서 벗어남이 없이 본 발명의 형태 및 세부 사항을 여러가지로 변경, 수정 및 대체할 수 있음을 알아야 한다.

Claims (10)

1. 공지의 신호처리 특성에 대응하는 한세트의 신호처리 파라메터를 저장하기 위한 저장 수단과 청각 장애를 보상하도록 설계된 상기 신호처리 파라메터중 적어도 하나를 가진 상기 신호처리 파라메터 세트에 따라 음성을 나타내는 신호를 처리하는 신호처리 장치를 구비한 청각개선 장치에 사용하기 위해, 상기 청각개선 장치에서의 소망하는 변화에 따라 상기 신호처리 파라메터의 새로운 세트를 결정하는 방법에 있어서, 상기 청각개선 장치의 청각 특성에서의 소망하는 변화에 관계되는 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터값의 변화로 구성된 벡터를 선택하는 단계와, 상기 신호처리 특성 세트의 개별적인 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터의 값에 대하여 상기 벡터의 각 신호처리 파라메터값의 변화를 응용하여 새로운 신호처리 파라메터 세트를 창조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 벡터의 청각 파라메터의 값과, 상기 청각 특성의 상기 신호처리 파라메터 세트중의 대응 파라메터는 소정 세트의 산술 동작에 따라 합성되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 신호처리 파라메터의 적어도 하나가 청각 결함을 보상하도록 설계되고 신호처리 파라메터 세트의 각각은 공지의 신호처리 특성에 대응하는 한 세트의 신호처리 파라메터를 각각 저장하기 위한 다수의 메모리와, 음성을 나타내는 신호를 상기 다수의 신호처리 파라메터중에서 선택된 파라메터에 따라 처리하는 신호처리 장치와, 신호처리 파라메터의 어떤 세트가 상기 신호처리 장치에 의해 사용되는 지를 결정하도록 상기 다수의 메모리중의 하나를 선택하고 상기 신호처리 장치 및 상기 다수의 메모리에 결합된 선택 수단을 구비한 인공청각기관에 사용하기 위해, 상기 인공청각기관의 청각 특성에서의 소망하는 변화에 따라 새로운 신호처리 파라메터 세트의 값을 결정하는 방법에 있어서, 상기 인공청각기관의 청각 특성에서의 상기 소망하는 변화에 관계된 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터값에서의 상대 변화로 구성된 벡터를 선택하는 단계와, 공지의 신호처리 특성의 상기 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터값에 대하여 상기 벡터의 각 신호처리 파라메터값에서의 상대 변화를 응용하여 새로운 신호처리 특성을 창조하는 단계와, 상기 인공청각기관의 상기 신호처리 장치에서 새로운 신호처리 특성을 활용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 벡터의 상기 세트의 신호처리 파라메터중의 하나의 값과 상기 다수의 신호처리 특성중에 선택된 것의 상기 세트의 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터가 소정 세트의 산술 동작에 따라 합성되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 적어도 하나가 청각 장애를 보상하도록 설계된 다수의 신호처리 파라메터를 지정하는 신호처리 특성을 각각 저장하는 다수의 메모리와, 음성을 나타내는 신호를 선택 신호처리 특성에 따라 처리하는 신호처리 장치와, 어떤 신호처리 특성이 상기 신호처리 장치에 의해 사용되는지를 결정하도록 상기 다수의 메모리중의 하나를 선택하고 상기 신호처리 장치 및 상기 다수의 메모리에 결합된 메모리 선택 수단을 구비한 청각 개선장치에 사용하기 위해, 공지의 신호처리 특성의 상기 신호처리 파라메터 값으로 부터 특수 신호처리 특성에 대한 신호처리 파라메터값을 결정하는 장치에 있어서, 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터 값의 변화로 구성된 벡터를 선택하는 벡터 선택 수단과, 새로운 신호처리 특성을 창조하기위해 공지의 신호처리 특성의 신호처리 파라메터 값에 대하여 상기 벡터의 각 신호처리 파라메터에서의 변화를 응용하도록 상기 벡터 선택 수단에 결합된 응용 수단과, 상기 다수의 메모리중의 하나에 상기 다수의 신호처리 특성을 저장하기 위해 상기 응용 수단에 결합된 저장 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 청각개선 장치는 각각 다른 주파수 대를 가진 다수의 채널과, 상기 다수의 채널중 적어도 2개 사이에서 크로스 오버를 지정하는 크로스 오버 주파수를 가지며, 상기 신호처리 파라메터 세트의 각 신호처리 파라메터중 적어도 일부는 상기 다수의 채널중 적어도 하나의 이득값과 상기 크로스오버 주파수 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 벡터의 상기 신호처리 파라메터의 값과 상기 신호처리 특성의 상기 세트의 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터는 상대 변화를 지정하는 소정 세트의 산술 동작에 따라 상기 응용수단에 의해 합성되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 음향 정보를 전기 입력 신호로 변환하는 마이크로폰과, 상기 전기 입력 신호를 수신하고 적어도 하나가 청각 장애를 보상하도록 설계된 신호처리 파라메터 세트에 응답하여 상기 전기 입력 신호에 대해 동작하여 처리된 전기 신호를 발생하는 신호처리 장치와, 상기 처리된 전기 신호를 환자가 인지할 수 있도록 개작된 신호로 변환하기 위해 상기 신호처리 장치에 결합된 레시버와, 상기 세트의 신호처리 파라메터중 적어도 하나를 저장하기 위해 상기 신호처리 장치에 실시 가능하게 결합된 제1저장 수단을 구비한 보청기에 있어서, 소정의 신호처리 특성에 따라 개개의 신호처리 파라메터값의 변화로 구성된 벡터를 저장하는 벡터 수단과, 새로운 세트의 신호처리 파라메터를 창조하기 위해 공지의 신호처리 특성의 신호처리 파라메터 값에 대하여 상기 벡터의 각 신호처리 파라메터 값의 상대 변화를 응용하도록 상기 벡터 수단 및 상기 제1저장 수단에 실시 가능하게 결합된 응용 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보청기.
9. 제8항에 있어서, 각각 다른 주파수대를 가진 다수의 채널과 상기 다수의 채널중 적어도 2채널 사이에서 크로스오버를 지정하는 크로스오버주파수를 구비하며, 상기 신호처리 파라메터 세트의 각 신호처리 파라메터중 적어도 일부는 다수의 채널중 적어도 하나의 이득값과 상기 크로스오버 주파수의 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 보청기.
10. 제8항에 있어서, 상기 벡터의 상기 신호처리 파라메터의 값과 상기 신호처리 특성의 상기 세트의 신호처리 파라메터중 대응하는 파라메터는 소정 세트의 산술 동작에 따라 상기 응용 수단에 의해 합성되는 것을 특징으로 하는 보청기.

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