TWI455605B - 用於輔助聽力裝置之音訊訊號處理系統及其聽力曲線調整單元 - Google Patents

Description

用於輔助聽力裝置之音訊訊號處理系統及其聽力曲線調整單元

本發明主要是揭露一種應用在輔助聽力裝置上，用來針對配戴者的聽力狀況，特別針對其適合的聽力曲線來設定輔助聽力裝置當中之參數的音訊訊號處理系統及其聽力曲線調整單元。

隨著行動電話的普及和便利，人們已多半養成隨時將行動電話拿來直接溝通的習慣，無論是與親朋好友之間的感情聯繫，或是與商業夥伴之間的溝通，人們幾乎已離不開行動電話的使用，然而對於這樣密集的將行動電話置於耳邊通話，對於聽力的傷害實不容小覷；再者，也因為音樂數位化的誔生，人們透過隨身音樂播放裝置及耳機即可隨時隨地聆聽音樂，儘管提供了極佳的便利性及娛樂性，但往往會忽略了音量對於聽力的損傷，不知不覺中提早了聽力的退損及老化，漸漸的影響了原本正常的生活。

目前坊間對於聽力受損的患者，多半是建議配戴助聽器，而對於患者而言，要選擇一個適合自己的助聽器，必須藉由專業選配人員針對患者的需要進行詳細的聽力檢查報告，然後再依據檢查結果及患者需求，選擇合適外型及線路設計的助聽器，並經過一段時間的試戴及評估，才算是能將助聽器的功能發揮至極至。

上述的聽力檢查通常包括有外耳道和耳膜的檢視、純音聽力檢查(pure tone audiometry)、不舒適響度值測試、語音聽力檢查(speech audiometry)、中耳功能(tympnometry)測試等等。簡言之，一位聽力受損的患者目前必須通過如此繁鎖的檢測過程才能選配製造出一個符合自己聽力狀況的助聽器，因此這樣的過程即代表著昂貴的價格，所以通常除非聽力受損至一定的程度，否則目前聽力受損較輕微的患者對於選配助聽器的需求還是偏低的。

緣此，目前市面上逐漸發展出一種可以提供音訊放大調整的輔助聽力裝置，通常可以設計為耳機的型式，其具有類似於助聽器的功能，但由於功能的簡化，因此可不必進行如此繁複的聽力檢查，然而該如何給予聽損患者一個合適的音訊調整設定，好讓患者能有較合適擬真的聽覺感受，即為此產品設計者不得不深入研究之課題。

有鑑於上述課題，本發明之目的在於提供給輔助聽力裝置用來依據配戴者聽力狀況，而能調整至其適合的聽力曲線來設定參數，而能給予配載者較佳聽覺感受的音訊訊號處理系統及其聽力曲線調整單元。

緣是，為達上述目的，本發明音訊訊號處理系統係可設置於一輔助聽力裝置之一數位訊號處理器中以提供處理音訊訊號，而音訊訊號處理系統係包括有一輸入訊號轉換單元、一訊號壓縮單元、一聽力曲線調整單元及一輸出訊號轉換單元，其中音訊訊號係可藉由輸入訊號轉換單元將類比格式轉換為數位格式，接著輸出至訊號壓縮單元進行壓縮處理，再輸出至聽力曲線調整單元，並依據聽力曲線調整單元中之一聽力曲線設定值以調整音訊訊號之參數，再輸出至輸出訊號轉換單元以將音訊訊號放大後再由數位格式轉換為類比格式輸出，最後即可透過輔助聽力裝置中的揚聲器以將音訊訊號轉為音樂或語音輸出至配戴者之耳內。

再者，為了設定該聽力曲線設定值，本發明音訊訊號處理系統中的聽力曲線調整單元係包括有一聽力曲線整合顯示模組、一有限脈衝響應演算模組及一演算係數儲存處理模組，其中聽力曲線整合顯示模組係接收一受測聽力曲線訊號及一參考聽力曲線圖，並將受測聽力曲線訊號轉換顯示於參考聽力曲線圖上，再透過一圖形化介面顯示，接著受測聽力曲線係可藉由有限脈衝響應演算模組進行演算，並產生一濾波器係數矩陣，藉由調整濾波器係數矩陣內之該些係數，即可調整受測聽力曲線以符合參考聽力曲線上之一設定參考聽力曲線，以對應產生該聽力曲線設定值，最後再藉由演算係數儲存處理模組而將聽力曲線設定值儲存回輔助聽力裝置之數位訊號處理器當中。

有鑑於此，本發明用於輔助聽力裝置之音訊訊號處理系統，其係可先藉由聽力曲線調整單元針對患者的受聽測力曲線狀況以作設定，並將此設定值儲存於數位訊號處理器當中，使得患者未來在配戴輔助聽力裝置時，輔助聽力裝置所接收的音訊訊號皆可藉由聽力曲線調整單元依據聽力曲線設定值來調整參數，以輸出最符合患者聽力狀況之音訊訊號。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之一種用於輔助聽力裝置之音訊訊號處理系統及其聽力曲線調整單元。

本發明所提及之輔助聽力裝置，例如可以實施為耳機型式，其中耳機包括至少一麥克風、一揚聲器及一訊號處理電路，訊號處理電路當中通常包括有電源電路及數位訊號處理器，數位訊號處理器係用來將麥克風所接收的音訊訊號處理後由揚聲器播放，或接收由其他電子裝置所傳送來的音訊訊號，並經處理後直接由揚聲器播放，而本發明之音訊訊號處理系統即設置在數位訊號處理器當中。

請參照第1圖所示，為本發明音訊訊號處理系統之組成方塊圖。圖中所示音訊訊號處理系統包括有一輸入訊號轉換單元10、一訊號壓縮單元11、一聽力曲線調整單元12及一輸出訊號轉換單元13，其中輸入訊號轉換單元10可接收一音訊訊號S，並將音訊訊號S由類比格式轉換為數位格式，接著輸出至訊號壓縮單元11進行壓縮處理，再接著輸出至聽力曲線調整單元12，並依據聽力曲線調整單元12中之一聽力曲線設定值以調整音訊訊號S的參數，最後再輸出至輸出訊號轉換單元13，以將音訊訊號S放大後再由數位格式轉換為類比格式輸出。

上述音訊訊號例如是由音樂播放器所傳送出來的音樂訊號或是由行動電話所傳送出來的語音訊號，經由音訊訊號處理系統而能將音樂訊號或語音訊號，依據聽力曲線設定值調整參數，而輸出符合輔助聽力裝置配戴者聽力狀況的音訊訊號，並由揚聲器播放於配載者耳中。

上述輸入訊號轉換單元10除了將音訊訊號S由類比格式轉換為數位格式外，另外還可針對音訊訊號進行設定取樣率及解析度等處理；再者，為了減少配戴者在聆聽音樂或語音時受到噪音或迴音的干擾，音訊訊號處理系統當中更可加入一回授訊號處理單元14，其係可接收由輸出訊號處理單元13輸出之音訊訊號S，經處理後再回授至訊號壓縮單元11。

接著，為了解在第1圖中聽力曲線調整單元12如何產生聽力曲線設定值，在此即藉由第2圖所示之聽力曲線調整單元之組成方塊圖及第3圖所示之參考聽力曲線圖以作說明。第2圖中所示聽力曲線調整單元12係包括有一聽力曲線整合顯示模組20、一有限脈衝響應演算模組21及一演算係數儲存處理模組22，其中聽力曲線調整單元12在設定階段當中，聽力曲線整合顯示模組20係接收一受測聽力曲線訊號D及一參考聽力曲線圖F，並將受測聽力曲線訊號D轉換顯示於參考聽力曲線圖F上，再透過一圖形化介面顯示，而有限脈衝響應演算模組21則是針對受測聽力曲線訊號D進行有限脈衝響應演算(Finite Impulse Response Filter Algorithms)，並產生一濾波器係數矩陣(Filter Coefficients)，藉由調整濾波器係數矩陣內之該些係數，即可調整受測聽力曲線符合於該參考聽力曲線圖F上之一設定參考聽力曲線(C1~C3)，並對應產生有一聽力曲線設定值，最後，演算係數儲存處理模組22係將聽力曲線設定值儲存在數位處理器當中，當音訊訊號進入音訊訊號處理系統當中時，即可依據該聽力曲線設定值而調整參數。

在第3圖當中，參考聽力曲線圖F係包括有三條設定參考曲線C1~C3，分別代表正常聽力、輕度聽障及中度聽障的聽力曲線，而再透過一聽力調整程式進行加權運算，即可讓第3圖中的三條曲線轉化顯示為如第4圖所示代表正常聽力、輕度聽障及中度聽障的三條聽力曲線，而其中除了三條設定參考聽力曲線外，受測聽力曲線訊號D也透過圖形化介面而顯示其上。

上述受測聽力曲線訊號D在轉換至圖形化介面上時，係可藉由有限脈衝響應演算來轉換為42個頻段，接著再將42個頻段排列為濾波器係數矩陣，假使此系統欲針對一中度輕度聽障的患者來進行調整，那麼聽力調整程式的操作人員即可藉由調整濾波器係數矩陣中的42個參數，而將受測聽力曲線D的參數值調整至接近於設定參考聽力曲線C3的參數值，並將此時受測聽力曲線D的聽力曲線設定值儲存至演算係數儲存處理模組22當中，如此一來，未來當音訊訊號如第2圖般輸入至聽力曲線設定系統中時，聽力曲線調整單元12即可依據該聽力曲線設定值而調整音訊訊號S的參數，而使得音訊訊號能依照此輕度聽障患者最適合的聽覺感受作調整，最後再透過輔助聽力裝置的揚聲器在耳道中輸出音訊訊號。

綜上所述，本發明之音訊訊號處理系統係可藉由聽力曲線調整單元以依據患者的受測聽力曲線先作設定，以使得後來傳送至音訊訊號處理系統的音訊訊號，在藉由聽力曲線調整單元依據聽力曲線設定值調整參數後，可輸出最符合患者聽力狀況的音訊訊號，相較於現行技術，本發明提供了較為簡單的設定方式，即可讓略有聽力損失的聽障患者擁有符合自己聽力情況的聲音輸出訊號，而能有較佳的聽覺享受。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10‧‧‧輸入訊號轉換單元

11‧‧‧訊號壓縮單元

12‧‧‧聽力曲線調整單元

13‧‧‧輸出訊號轉換單元

14‧‧‧回授訊號處理單元

20‧‧‧聽力曲線整合顯示模組

21‧‧‧有限脈衝響應演算模組

22．．．演算係數儲存處理模組

S．．．音訊訊號

D．．．受測聽力曲線訊號

C1~C3．．．設定參考聽力曲線

F．．．參考聽力曲線圖

第1圖為本發明音訊訊號處理系統之組成方塊圖；第2圖為本發明聽力曲線調整單元之組成方塊圖；第3圖為本發明聽力曲線調整單元所擷取之參考聽力曲線圖；第4圖為第3圖中參考聽力曲線圖進行運算轉換後之示意圖。

10．．．輸入訊號轉換單元

11．．．訊號壓縮單元

12．．．聽力曲線調整單元

13．．．輸出訊號轉換單元

14．．．回授訊號處理單元

S．．．音訊訊號

Claims (3)

1. 一種聽力曲線調整單元，係設置於用於輔助聽力裝置之一音訊訊號處理系統當中，其包括有：一聽力曲線整合顯示模組，其接收一受測聽力曲線訊號及一參考聽力曲線圖，並將該受測聽力曲線訊號轉換顯示於該參考聽力曲線圖上，再透過一圖形化介面顯示；一有限脈衝響應演算模組，其係針對該受測聽力曲線訊號進行有限脈衝響應濾波器演算，並產生一濾波器係數矩陣，藉由調整該濾波器係數矩陣內之該些係數，即可調整該受測聽力曲線符合於該參考聽力曲線圖上之一設定參考聽力曲線，並對應產生有一聽力曲線設定值；以及一演算係數儲存處理模組，其係將該聽力曲線設定值儲存於該輔助聽力裝置之一數位訊號處理器當中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聽力曲線調整單元，其中該參考聽力曲線圖上共有三條設定參考聽力曲線，分別代表正常聽力、輕度聽障及中度聽障的聽力曲線。
3. 如申請專利範圍第1項所述之聽力曲線調整單元，其中該有限脈衝響應演算模組係先將該受測聽力曲線訊號轉換為42個頻段，接著再將該42個頻段排列為該濾波器係數矩陣，並由一操作人員調整該濾波器係數矩陣中的42個數值以調整至符合對應的設定參考聽力曲線。