JP3632384B2

JP3632384B2 - 聴覚補助装置

Info

Publication number: JP3632384B2
Application number: JP20283197A
Authority: JP
Inventors: 克文近藤; 幸司谷高; 好典林; 浩大脇; 晃三木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH1146398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、装用者の低下した聴覚機能を補償する聴覚補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、老齢化等により聴覚機能の低下した者は、低下した聴覚機能を補償する機能補助装置として補聴器を使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高齢者の場合には、最小可聴信号レベルの上昇，高音域の聴取機能などの伝音系機能の低下のほか音声識別機能（語音を識別する機能）などの聴覚中枢系の機能も低下している場合が多い。そして、音声識別機能の低下した高齢者等に対しては、音声信号の周波数帯域の一部または全部を増幅するだけでは、装用者の低下した聴覚機能を補償することができない。
【０００４】
例えば、他人との対話における音声であれば語音を識別してその意味内容を理解できても、ラジオや駅のアナウンス等の音声であるとその意味内容を理解することができなくなるという人が多い。これは、他人との対話では話者の口元を見て、言葉（音声）が発せられることを事前に察知して、無意識の内に発せられる言葉を聞き取ろうと準備（集中）しているのであるが、ラジオや駅のアナウンス等の場合には、音声が発せられることを事前に察知することができないため、聞き取るべき音声に対して集中することができないからである。すなわち、装用者が音声の発せられることを事前に察知することができないラジオや駅のアナウンス等の場合には、装用者の低下した聴覚機能を補償できないという問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、装用者に音声信号を聞かせることを事前に知らしめ、これから聞かせる音声信号に対して集中させることにより、装用者の低下した聴覚機能を常に補償することができる聴覚補助装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外部から入力される外来音を集音するマイクと、入力された信号を空気振動に変換して出力するレシーバと、前記マイクで集音した外来音を順次記憶させるメモリと、前記メモリに記憶した外来音から、継続的に入力される音声の文頭を検出する文頭検出処理、前記文頭を検出したときにこれを報知する報知処理を行うとともに、前記メモリに記憶した外来音を、前記文頭検出処理および報知処理に要する時間遅延させて順次前記レシーバに出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記制御部が、文頭検出処理において、継続的に入力される音声の文頭を検出したのち該音声の文末を検出し、文末を検出したのち次の文頭を検出することを特徴とする。
請求項３の発明は、前記制御部が行う報知処理は、報知音の発音、バイブレータによる振動、表示部への画像の表示のいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
この構成では、マイクロホンで集音された外来音は順次メモリに記憶される。また、制御部は順次メモリに記憶された外来音に対して継続的に入力された音声の文頭の検出を行い、文頭を検出したときにこれを報知させる。さらに、メモリに記憶された外来音は所定時間遅れで空気振動に変換されてレシーバから出力される。
【０００８】
このように、マイクロホンで集音された外来音が所定の時間遅れでレシーバから出力されるようにしたことで、制御部による文頭検出の報知後に検出した文頭およびこの文頭に継続する音声を装用者に聞かせることができる。すなわち、装用者にこれから音声を聞かせることを事前に知らしめた後、音声を聞かせることができる。したがって、装用者は常に集中して音声（特に文頭部分）を聞くことができる。これにより、装用者の低下した聴覚機能を常に補償することができる。
【０００９】
なお、人は会話やアナウンス等の全体を聞き取れなくても、その一部（特に、文頭）を聞き取ればその意味内容を理解することができる。ここで、本願発明の構成では、装用者は文頭の音声に対して最も集中することになる。したがって、装用者は少なくとも文頭部分の音声の語音を識別することができるので、全体の意味内容も十分理解することができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である聴覚補助装置の構成を示すブロック図である。１は、この実施形態の聴覚補助装置（以下、補聴器と言う。）本体である。２は、外来音を集音するマイクロホンである。３は、マイクロホン１で集音された音声信号を所定の増幅率で増幅する前置増幅器である。４は、前置増幅器３で増幅された音声信号の高域成分をカットするアンチエリアシングフィルタである。５は、アンチエリアシングフィルタ４で高域成分のカットされた音声信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。６は、入力された音声信号を処理する信号処理部である。この信号処理部６がこの発明で言う制御部に相当する。７は、入力された音声信号を一時的に記憶させるメモリである。８は、メモリ７に記憶させた音声信号等のディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。９は、Ｄ／Ａ変換器８におけるアナログ変換時の不連続ノイズを除去するスムージングフィルタである。１０は装用者が可聴できるレベルに信号を増幅させる増幅器である。１１は、レシーバであり、増幅器１０で増幅されたアナログ信号を空気振動に変換して装用者の外耳道に放出する。
【００１１】
以下、この実施形態の補聴器１の動作について説明する。この実施形態の補聴器１では、マイクロホン２が集音した外来音を電気信号に変換して前置増幅器３に入力する。なお、外来音とは、会話やアナウンス等の人声である音声信号や、ノイズ等からなる可聴周波数信号である。前置増幅器３は、入力された電気信号（外来音）を設定されている増幅率で増幅し、これをアンチエリアシングフィルタ４に入力する。アンチエリアシングフィルタ４は、Ａ／Ｄ変換器５におけるＡ／Ｄ変換のサンプリング周波数の１／２以上の周波数をカットするローパスフィルタであり、Ａ／Ｄ変換にともなう歪みの発生を防止するために設けている。そして、信号処理部６は、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換された音声信号をメモリ７に順次記憶させていく。
【００１２】
また、信号処理部６は上記した処理に加えて、メモリ７に記憶させた音声信号を所定時間（設定されている時間）経過後に順次取り出し、これをＤ／Ａ変換器８に入力する。Ｄ／Ａ変換器８では、このディジタル信号をアナログ信号に変換してスムージングフィルタ９に入力する。スムージングフィルタ９では、Ｄ／Ａ変換器８におけるＤ／Ａ変換で生じた不連続ノイズを除去する。そして、Ｄ／Ａ変換時における不連続ノイズの除去された音声信号が増幅器１０で装用者の可聴できるレベルまで増幅される。そして、レシーバ１１がこの増幅された音声信号（電気信号）を空気振動に変換して装用者の外耳道に放出する。
【００１３】
このように、この実施形態の補聴器１では、図２に示すようにマイクロホン２で集音した外来音（音声信号）を所定時間遅らせて装用者の外耳道に放出するようにしている。すなわち、装用者は所定時間遅れで音声信号を聞くことになる。なお、音声信号を遅らせる時間は予め設定されている。また、この遅延時間を図示していない入力部において装用者が任意に設定できる構成としてもよい。
【００１４】
さらに、信号処理部６は以下の処理を実行する。図３はここで説明する制御部の処理を示すフローチャートである。補聴器１では、上記したようにマイクロホン１で集音した外来音である音声信号が順次メモリ７に記憶されていく。信号処理部６は、メモリ７に記憶されている音声信号を記憶させた順番に処理し、継続的に入力されている一連の音声信号の先頭（この発明で言う文頭）を検出する文頭検出処理を実行する（ｎ１）。ｎ１における文頭検出処理の詳細については後述する。なお、上記ｎ１の処理中にも、マイクロホン２で集音した音声信号はメモリ７に順次記憶され、また、レシーバ１１からメモリ７に記憶された音声信号が所定時間遅れで放出されている。ｎ１の処理は、メモリ７に記憶された音声信号から文頭を検出したことによって終了する。
【００１５】
信号処理部６はｎ１で文頭を検出すると、合図信号（例えば、ピーピーという音声信号）をレシーバ１１から一定時間出力させる（ｎ２）。例えば、信号処理部６にＳＩＮ波の数値テーブルを設けておき、一定時間継続してこの数値テーブルから順次読みだした値を合図信号としてＤ／Ａ変換器８に入力させればよい。このようにすれば、周波数ｆ０の純音を一定時間継続して装用者に聞かせることができる。
【００１６】
このように、この実施形態の補聴器１は、レシーバ１１からマイクロホン２で集音した音声信号を所定時間遅らせて出力するだけではなく、マイクロホン２で集音した音声信号から文頭の検出を行い、文頭を検出したときに合図信号出力する。この合図信号によってレシーバ１１から音声信号が放出されることを装用者に知らしめることができる。したがって、装用者はこれから聞かされる音声信号に対して集中することができるようになる。これにより、装用者の低下した聴覚機能を常に補償できる。なお、マイクロホン２で集音した音声信号がレシーバ１１から出力されるまでの遅延時間は、音声信号の文頭部分が合図信号の出力後にレシーバ１１から放出されるように設定している。
【００１７】
信号処理部６は、ｎ２で合図信号を出力すると、ｎ１で文頭を検出した文章と他の文章との間である文間を検出する文間検出処理を実行する（ｎ３）。文間とは、図４に示すように入力された２つの入力音声の間である。ｎ３における文間検出処理も、文間が検出されるまで継続して行われる。文間検出処理の詳細については後述する。信号処理部６は、文間を検出するとｎ１に戻って上記した処理を繰り返す。
【００１８】
このように、本実施形態の補聴器１は、図４に示すようにマイクロホン２で集音された入力音声が、レシーバ１１から所定時間（図に示す遅延時間）遅れて放出される。また、レシーバ１１から音声信号の出力が開始される直前には、合図信号が出力される。そして、この合図信号によって、装用者にマイクロホン２で集音した音声信号をレシーバ１１から放出することを事前に知らしめることができる。したがって、装用者はラジオや駅のアナウンス等であっても集中してレシーバ１１から放出される音声を聞くことができるようになり、その音声を聞き取って意味内容を理解することができる。また、マイクロホン２で集音された音声信号を単に所定時間だけ遅らせてレシーバ１１から出力しているだけであるため、了解度の低下していない自然で明瞭な音声信号をレシーバ１１から出力させることができる。すなわち、マイクロホン２で集音した音声信号の明瞭度を低下させることなく装用者に聞かせることができる。
【００１９】
次に、ｎ１における文頭検出処理について説明する。図５は、文頭検出処理を示すフローチャートである。信号処理部６はマイクロホン２から入力されメモリ７に記憶されているＮ個のデータ（フレームデータ）を波形データとして取り込む（ｎ１１）。なお、ここでは、メモリ７に記憶した順に取り込む。信号処理部はｎ１１で波形データを取り込むと、この波形データの平均パワーＰを算出する（ｎ１２）。平均パワーＰは、Ｎ個の各データを２乗した値の総和のＮ分の１である。そして、ｎ１２で算出した平均パワーＰと、予め設定されている音声パワー閾値Ｐｔｈとの大小を比較する（ｎ１３）。ここで、
平均パワーＰ≦音声閾値Ｐｔｈの場合、この区間は無音区間または子音等の無声音の区間である（母音等の有声音の区間である可能性がない。）としてｎ１１に戻りつぎの波形データを取り込んで、上記した処理を繰り返す。一方、
平均パワーＰ＞音声閾値Ｐｔｈの場合、この区間は母音等の有声音の区間である可能性がある。そこで、この区間の波形データのピッチ周期を求め（ｎ１４）、このピッチ周期からこの区間が母音等の有声音の区間であるかどうかを判定する（ｎ１５）。なお、ピッチ周期は、波形データを適当な窓幅で切り出して求めた自己相関関数から求めることができる。また、有声音の区間であるかどうかを判定する方法としては、ここで求めたピッチ周期が特定の範囲内にあるかどうかから判定すればよい（母音等の有声音と子音等の無声音とを比較すると、有声音のほうが周波数が低い（ピッチ周期が長い。）。）。したがって、ｎ１４で求めたピッチ周期が予め設定した閾値よりも短いと子音等の無声音の区間であると判定させ、この閾値よりも長いと有声音の区間であると判定させればよい。
【００２０】
ｎ１５において有声音の区間でないと判定すると、ｎ１１に戻りつぎの波形データを取り込んで、上記した処理を繰り返す。一方、ｎ１５で有声音の区間であると判定すると、この有声音の区間に連続しているメモリ７に記憶されている過去の音声信号の内で最初に平均パワーＰが後述する無音閾値Ｐｔｈ２を越えたタイミングｔａを文頭する（ｎ１６）（図６参照）。なお、図６中に示すタイミングｔｂが平均パワーＰが音声閾値Ｐｔｈを越えたタイミングである。信号処理部６は、上記したように文頭を検出するとこの処理を終了し、ｎ２に進んでレシーバ１１から合図信号を出力する。
【００２１】
次に、ｎ３の文間検出処理について説明する。図７は、文間検出処理を示すフローチャートである。信号処理部７は、図示していない時間計測カウンタをリセットする（ｎ２１）。なお、この時間計測カウンタは、信号処理部６に設けられている。そして、メモリ７に記憶されているＮ個のデータ（フレームデータ）を波形データとして取り込む（ｎ２２）。この波形データの取り込みも、上記した文頭検出処理の場合と同様であり、メモリ７に記憶した順に取り込む。そして、ｎ２２で取り込んだ波形データの平均パワーＰを算出する（ｎ２３）。ｎ２３で算出した平均パワーＰと、予め設定されている無音閾値Ｐｔｈ２との大小を比較する（ｎ２４）。なお、図６に示すようにＰｔｈ＞Ｐｔｈ２の関係にある。ここで、
平均パワーＰ≦無音閾値Ｐｔｈ２であると、この区間は無音区間である可能性があるとして、時間計測カウンタのカウント値Ｌを１カウントアップする（ｎ２５）。そして、時間計測カウンタのカウント値Ｌが予め設定されている閾値Ｌｔｈよりも大きいかどうかを判定する（ｎ２６）。ここで、
Ｌ＜Ｌｔｈであれば、この区間が図４に示す無声区間である可能性もあるので、ｎ２２に戻って上記した処理を繰り返す。一方、
Ｌ＝Ｌｔｈであれば、この区間は無音区間であると判定する。ここで、継続的に入力されていた音声信号の後に無音区間があるということは、ｎ１で文頭が検出された文章の入力が完了していると言える。なお、この無音区間が図４に示した文間である。信号処理部６は、この文間検出処理で文間を検出すると、ｎ１に戻って上記した文頭検出処理を開始する。
【００２２】
このように、マイクロホン２で集音された音声信号は、所定時間遅延させられて出力される。また、マイクロホン２に集音された音声信号の文章毎に文頭を検出し、文頭を検出する毎に合図信号を出力するようにしているため、装用者にこれから音声信号（文章）を聞かせることを知らしめることができる。これにより、装用者はこれから聞かされる音声信号に対して集中することができる。したがって、装用者の低下した聴覚機能を常に補償することができる。
【００２３】
次に、この発明の別の実施形態について説明する。図８は、この実施形態にかかる補聴器の構成を示すブロック図である。なお、図において、上記した実施形態と同様の部分については同じ符号を付した。この実施形態と上記した実施形態とで、構成上の異なる点は、表示部２１と前記表示部２１の表示を制御する表示制御部２２とを備えている点である。
【００２４】
また、動作上異なる点は、信号処理部６が上記した実施形態における合図信号に代えて、表示制御部２２に対して表示データを入力する点および、表示制御部２２が入力された表示データに基づく画面を表示部２１に表示させる点である。すなわち、上記した実施形態では、レシーバ１１から合図信号を出力することにより、装用者にこれから音声信号を聞かせることを知らしめるようにしていたが、この実施形態では表示部２１に画像を表示することにより、これから音声信号を聞かせることを知らしめるようにしている。この方式でも、装用者にこれから音声信号を聞かせることを知らしめることができるため、上記した実施形態の補聴器１と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
さらに、この発明の別の実施形態について説明する。図９は、この実施形態の補聴器の構成を示すブロック図である。なお、図において、上記した２つの実施形態と同様の部分については同じ符号を付した。この実施形態と上記した２つの実施形態とで、構成上の異なる点は、バイブレータ２５と、このバイブレータ２５の振動を制御するドライバ２６とを備えている点である（表示部２１および表示制御部２２は備えていない）。
【００２６】
また、動作上異なる点は、信号処理部６が上記した実施形態における合図信号に代えて、ドライバ２６に対してバイブレータ２５を振動させるデータを入力する点である。すなわち、この実施形態では、これから音声信号を聞かせることをバイブレータ２５を振動させることにより装用者に知らしめるようにしている。この方式でも、装用者にこれから音声信号を聞かせることを知らしめることができるため、上記した２つの実施形態の補聴器１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、上記した実施形態では、マイクロホン２で集音した音声信号を単に増幅してレシーバ１１から放出する補聴器１で説明を行ったが、マイクロホン２で集音した音声信号を単に増幅するだけでなく、マイクロホン２で集音した音声信号に対して時間的に伸長する公知の話速変換処理を行う補聴器であっても本願発明を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、マイクロホンで集音された外来音が所定の時間遅れでレシーバから出力されるようにしたことで、制御部による文頭検出の報知後に検出した文頭およびこの文頭に継続する音声を装用者に聞かせることができる。すなわち、装用者にこれから音声を聞かせることを事前に知らしめた後、音声を聞かせることができる。したがって、装用者は常に集中して音声（特に文頭部分）を聞くことができる。これにより、装用者の低下した聴覚機能を常に補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である聴覚補助装置の構成を示す図である。
【図２】マイクロホンで集音された音声信号とレシーバから出力される音声信号の関係を示す図である。
【図３】この実施形態の信号処理部の処理を示すフローチャートである。
【図４】マイクロホンで集音された音声信号とレシーバから出力される信号のタイミングを示す図である。
【図５】文頭検出処理を示すフローチャートである。
【図６】マイクロホンで集音された音声信号と音声パワーとの関係を示す図である。
【図７】文末検出処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の他の実施形態である聴覚補助装置の構成を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態である聴覚補助装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１−聴覚補助装置（補聴器）
２−マイク
６−信号処理部
７−メモリ
１１−レシーバ
２１−表示部
２２−表示制御部
２５−バイブレータ
２６−ドライバ

Claims

外部から入力される外来音を集音するマイクと、
入力された信号を空気振動に変換して出力するレシーバと、
前記マイクで集音した外来音を順次記憶させるメモリと、
前記メモリに記憶した外来音から、継続的に入力される音声の文頭を検出する文頭検出処理、前記文頭を検出したときにこれを報知する報知処理を行うとともに、前記メモリに記憶した外来音を、前記文頭検出処理および報知処理に要する時間遅延させて順次前記レシーバに出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする聴覚補助装置。
前記制御部は、文頭検出処理において、継続的に入力される音声の文頭を検出したのち該音声の文末を検出し、文末を検出したのち次の文頭を検出する請求項１に記載の聴覚補助装置。
前記制御部が行う報知処理は、報知音の発音、バイブレータによる振動、表示部への画像の表示のいずれかである請求項１または請求項２に記載の聴覚補助装置。