JPH05268700A - Stereo listening aid device - Google Patents

Stereo listening aid device

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JPH05268700A
JPH05268700A JP4059979A JP5997992A JPH05268700A JP H05268700 A JPH05268700 A JP H05268700A JP 4059979 A JP4059979 A JP 4059979A JP 5997992 A JP5997992 A JP 5997992A JP H05268700 A JPH05268700 A JP H05268700A
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JP
Japan
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signal
unit
hearing aid
input
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP4059979A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kokubo
浩明 小窪
Hiroshi Ichikawa
熹 市川
Toshiyuki Aritsuka
俊之 在塚
Yoshito Nene
義人 禰寝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05268700A publication Critical patent/JPH05268700A/en
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Abstract

PURPOSE:To hear a sound desired to be listened to from mixed noise sound based on a sound direction sense by using an audio signal so as to correct and reproduce the signal while emphasizing presence of the signal. CONSTITUTION:An audio signal 101 is inputted to a sound input section 102, converted into a digital signal 105 by an A/D converter section 104 and inputted to a presence emphasis section 106. The emphasis section 106 applies sound processing to emphasis presence and a 2-channel stereo signal is outputted. The signal 107 is given to a listening sense characteristic correction section 108, in which the correction in matching with a listening impediment is implemented independently of left and right channels. Then a stereo signal 109 outputted from the correction section 108 is converted into an analog signal at a D/A converter 110 and reproduced as an output audio signal 112 by an audio reproduction section 111. The correction section 108 amplifies the waveform with a gain in response to the degree of hearing impediment of left and right ears. Then a discrimination function to hear out a sound desired to be listened to from mixed noise sound is extracted based on a sound direction sense by both-ear listening provided substantially to a human being.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は聴覚補助装置に係り、特
に、音声信号処理に複数チャネル入力を採用したディジ
タル補聴器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearing aid, and more particularly to a digital hearing aid that employs multiple channel inputs for audio signal processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の補聴器などの聴覚補助装置は片耳
用の1チャネルものが主で、アナログ増幅器により入力
音声を拡声して再生するものが大部分であった。近年見
受けられるようになったディジタル補聴器では、ディジ
タル信号処理技術により、AGC,瞬間的な大振幅入力の抑
圧,帯域毎のゲインの制御,環境条件にあった特性の選
択等の機能の実現が可能となった。また、2入力方式
は、左右のマイクロフォンから入力した音声をそれぞれ
増幅し、両耳より再生を行うステレオ型のものや、騒音
対策として1入力を音声入力に、他入力を雑音参照入力
として用い、主入力信号から推定雑音成分を除去する処
理を用いたものもある。
2. Description of the Related Art Conventional hearing aids such as hearing aids are mainly for one channel for one ear, and most of them are for amplifying and reproducing input voice by an analog amplifier. Digital hearing aids, which have become popular in recent years, are capable of realizing functions such as AGC, suppression of instantaneous large-amplitude input, gain control for each band, and selection of characteristics that match environmental conditions, using digital signal processing technology. Became. In addition, the two-input method uses a stereo type that amplifies the sound input from the left and right microphones and reproduces from both ears, and one input as the sound input and the other input as the noise reference input as a noise countermeasure. There is also one using a process of removing the estimated noise component from the input signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】補聴器に代表される現
在の聴覚補助装置が抱えている大きな問題の一つに騒音
の問題がある。現在の補聴器では聴きたい音声を増幅し
てくれると共に、聴きたくない雑音も同時に増幅してし
まう。従って、騒音の多い環境での会話は補聴器使用者
にとって、かなり聴取しづらいという問題がある。補聴
器の雑音対策として、ディジタル信号処理により雑音成
分を除去するといったアプローチがある。一例として、
音声マイクロフォンの他に雑音参照用のマイクロフォン
を設け、主入力信号から推定雑音成分を減算してしまう
といった方法がある。
One of the major problems of the current hearing aids represented by hearing aids is noise. Current hearing aids amplify not only the sound you want to hear, but also the noise you do not want to hear. Therefore, conversation in a noisy environment is very difficult for a hearing aid user to hear. As a countermeasure against noise in a hearing aid, there is an approach of removing noise components by digital signal processing. As an example,
There is a method in which a noise reference microphone is provided in addition to the voice microphone, and the estimated noise component is subtracted from the main input signal.

【0004】従来用いられている補聴器は入出力が一つ
のモノラル型ものが大部分である。しかし、モノラル型
補聴器では片耳のみの聴取となるため、両耳を利用する
ことで人間に本来備わっているべき音の方位感や騒音の
中から聴きたい音を聞き分ける弁別機能といった能力を
引き出すことが出来なかった。近年用いられるようにな
ってきたステレオ型補聴器では両耳の障害を左右独立に
補償する事で、両耳聴取を可能にし、前述のモノラル型
補聴器よりはかなり聞き易くなってきた。しかし、現在
用いられているステレオ型補聴器は単に入出力を二つに
した程度の構造にとどまり、人間が本来持ち合わせてい
る両耳による効果を積極的に利用するような処理は持ち
合わせてはいない。このため、現在のステレオ補聴器を
用いても両耳聴取による十分な効果をあげられてはいな
い。
Most of the conventionally used hearing aids are monophonic ones with one input and one output. However, with a monaural hearing aid, only one ear can be heard, so by using both ears, it is possible to bring out the azimuth of sound that should be inherent in humans and the ability to discriminate the desired sound from noise. I could not do it. With stereo type hearing aids that have been used in recent years, it is possible to listen to both ears by compensating for the damage in both ears independently, and it is considerably easier to hear than the above-mentioned mono type hearing aid. However, currently used stereo type hearing aids have a structure with only two inputs and outputs, and do not have a process that positively utilizes the effect of both ears that humans originally have. For this reason, even the current stereo hearing aids have not been sufficiently effective for binaural listening.

【0005】本発明の目的は、使用者の左右の耳の聴覚
特性の補正を独立に行いながら、複数チャネルから入力
された音声信号に対して信号の臨場感を強調すべき信号
処理を施すことによって、人間が本来持っているべき両
耳聴取による音の方位感や騒音の中から聴きたい音を聞
き分ける弁別機能といった能力を積極的に引き出す装置
の提供にある。
An object of the present invention is to perform signal processing for enhancing the sense of presence of a sound signal input from a plurality of channels while independently correcting the auditory characteristics of the left and right ears of the user. The purpose of this is to provide a device that actively draws out the ability that humans should have, such as the sense of direction of sound by binaural listening and the function of discriminating the desired sound from the noise.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数チャネルの音声信号を入力する手段と、入力さ
れた音声信号を用いて信号の臨場感を強調する手段と、
臨場感を強調されたステレオ信号に対し左右独立に特性
を補正する手段を前記構成順序に設ける。
In order to achieve the above object, a means for inputting audio signals of a plurality of channels, a means for emphasizing the realism of the signal using the input audio signals,
Means for independently correcting the characteristics of the stereo signal with the enhanced sense of presence are provided in the order of construction.

【0007】[0007]

【作用】本発明には種々の変形が考えられるが、その中
で代表的な手段についてその作用を説明する。
Various modifications are conceivable in the present invention, and the operation of typical means will be described.

【0008】少なくとも複数チャネルの音声信号を入力
する音声入力部と、入力された音声信号を用いて信号の
臨場感を強調する臨場感強調部と、臨場感強調部より出
力されたステレオ信号に対し左右独立に特性を補正する
聴覚特性補正部と、聴覚特性補正部で処理されたステレ
オ信号を再生する音声再生部とを、それぞれ上記の順序
に構成することにより、複数チャネル音声入力部に音声
が入力されると、臨場感強調部において各チャネルの入
力信号は臨場感強調したステレオ信号に合成され、次の
聴覚特性補正部では、臨場感強調部で信号の臨場感が強
調されたステレオ信号に対し、使用者の聴覚特性の補正
を左右独立に行うことが可能となる。
A voice input unit for inputting voice signals of at least a plurality of channels, a realism emphasizing unit for emphasizing the realism of the signal by using the inputted voice signals, and a stereo signal outputted from the realism emphasizing unit. By configuring the auditory characteristic correction unit that corrects the characteristics independently on the left and right and the audio reproduction unit that reproduces the stereo signal processed by the auditory characteristic correction unit in the above order, audio is input to the multi-channel audio input unit. When input, the input signals of each channel are combined into a stereo signal with the presence enhanced in the presence enhancing section, and in the next auditory characteristic correction section, a stereo signal with the presence of the signal is enhanced in the presence enhancing section. On the other hand, it is possible to correct the auditory characteristics of the user independently.

【0009】従って本発明によれば、複数チャネルから
入力された音声信号に対して信号の臨場感を強調すべき
信号処理を施すことによって、人間が本来持っているべ
き両耳聴取による音の方位感や騒音の中から聴きたい音
を聞き分ける弁別機能といった能力を積極的に引き出す
ことが出来ると共に、使用者の左右の耳の異なった聴覚
障害に対応した補正を左右独立に行うことが出来る。
Therefore, according to the present invention, by performing signal processing for emphasizing the realism of the signal to the audio signals input from a plurality of channels, the direction of the sound due to the binaural listening that should be originally possessed by human beings. It is possible to positively bring out the ability such as a discrimination function of distinguishing a desired sound from feelings and noises, and it is possible to independently correct the left and right ears of the user in response to different hearing impairments.

【0010】[0010]

【実施例】説明を簡単にするために、以下では入力チャ
ネルの数を2とするが、3チャネル以上の場合も、マル
チチャネル録音したマスターテープから2チャネルのオ
ーディオ用にミックスダウンする要領で各チャネルを同
様に組み合わせれば良い。また、説明を簡単にするため
に、ディジタル信号処理を用いた説明を行っているが、
その一部又は全部をアナログ信号やハイブリッド信号処
理で行うことも可能である。
[Embodiment] To simplify the explanation, the number of input channels is set to 2 in the following, but even in the case of 3 or more channels, each master tape recorded in multi-channels is mixed down for 2-channel audio. The channels can be combined in the same way. Also, in order to simplify the explanation, explanation using digital signal processing is given.
It is also possible to perform some or all of them by analog signal or hybrid signal processing.

【0011】図1は本発明の一実施例を説明するための
ブロック図である。図1に於いて、音声101は音声入
力部102により入力される。音声入力部102に入力
した入力信号103はA/D変換部104によりディジ
タル信号105に変換され、臨場感強調部106に入
る。臨場感強調部106ではサラウンド処理により臨場
感を強調されるような処理が施され、2チャネルのステ
レオ信号107を出力する。聴覚特性補正部108では
臨場感を強調されたステレオ信号107に対し、例えば
使用者の聴覚の障害に合わせた補正を左右のチャネルで
独立に行う。聴覚特性補正部108より出力されたステ
レオ信号109はD/A変換部110でアナログ信号に
変換され、音声再生部111により出力音声112とし
て再生される。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the voice 101 is input by the voice input unit 102. The input signal 103 input to the voice input unit 102 is converted into a digital signal 105 by the A / D conversion unit 104, and enters the realism emphasizing unit 106. The presence enhancing unit 106 performs processing such that the presence is enhanced by surround processing, and outputs a 2-channel stereo signal 107. The auditory characteristic correction unit 108 independently corrects the stereo signal 107 in which the sense of presence is emphasized in the left and right channels, for example, according to the hearing impairment of the user. The stereo signal 109 output from the hearing characteristic correction unit 108 is converted into an analog signal by the D / A conversion unit 110, and is reproduced as the output sound 112 by the sound reproduction unit 111.

【0012】以下、各部分を詳細に説明する。音声入力
部102は、一般的には複数個のマイクロフォンを用い
る。マイクロフォンの設置位置は両耳聴取による効果を
最大限に利用するため、使用者の両耳付近に設置するこ
とが望ましいが、それ以外の場所に設置する事も可能で
ある。またマイクロフォンの個数も複数チャネルの入力
が得られれば2個である必要はない。また、音声の入力
手段としてマイクロフォンを用いる他に、例えば、テレ
ビ等のオーディオ機器に接続できるような端子を用いる
ことにより、これらオーディオ機器より出力されるオー
ディオ信号を入力することも可能である。このような手
段をもうけることにより、テレビ等のステレオ放送など
の音声を臨場感豊かに聴取する事ができる。
Each part will be described in detail below. The voice input unit 102 generally uses a plurality of microphones. The microphones are preferably placed near both ears of the user in order to maximize the effect of hearing with both ears, but it is also possible to place them in other places. Further, the number of microphones does not have to be two as long as input of a plurality of channels can be obtained. Further, in addition to using a microphone as a sound input means, for example, by using a terminal that can be connected to an audio device such as a television, it is possible to input an audio signal output from these audio devices. By providing such a means, it is possible to listen to audio such as stereo broadcasts of televisions, etc. with a high sense of realism.

【0013】図2は臨場感強調部106の一実施例とし
て入力信号が2チャネルの場合の実現例の説明図であ
る。本実施例では臨場感の強調をサラウンド処理により
実現している。サラウンド処理については、日本電子機
械工業会技術ファイルSTC−020や新美等の論文
“オーディオ・ビデオ再生のための音場処理について”
日本音響学会講演論文集(昭61−10)に詳細に述べ
られている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of realization as an example of the realism emphasizing section 106 when the input signal is two channels. In the present embodiment, the enhancement of the realism is realized by the surround processing. Regarding the surround processing, the paper “Technical file STC-020 of the Japan Electronic Machinery Manufacturers Association” and Niimi et al. “On sound field processing for audio / video reproduction”
It is described in detail in Proceedings of the Acoustical Society of Japan (Sho 61-10).

【0014】図2において、201,201′は2チャ
ネルの入力信号、202,202′は振幅調節部、20
4,204′は信号遅延部である。一方のチャネルより
入力された入力信号201は振幅調節部202によって
信号の振幅の補正を行い、信号遅延部204に入る。信
号遅延部204では入力信号203に対して遅延処理を
行うことにより信号の位相の補正を行う。振幅と位相を
調節された信号205は他チャネルの入力信号201′
と合成される。ここで振幅調節部202,202′及び
信号遅延部204,204′での補正量は臨場感の強調
により、使用者の両耳聴取の効果が充分得られるよう、
自由に調節できるようになっている。この調整は、例え
ば音声入力部102より基準信号を入力し、その再生信
号を聴取している使用者に対して最適な臨場感が得られ
るよう調節する等の方法により実現できる。また、複数
の使用環境での調整量を予めプリセットしておき、使用
者が使用環境に応じて選択することも可能である。本実
施例では振幅と位相の両方の補正により臨場感の強調処
理を実現しているが、振幅のみの補正、または位相のみ
の補正によって臨場感の強調処理を行っても良い。
In FIG. 2, 201 and 201 'are input signals of two channels, 202 and 202' are amplitude adjusting sections, and 20.
4, 204 'are signal delay units. The input signal 201 input from one of the channels is subjected to signal amplitude correction by the amplitude adjustment unit 202 and then enters the signal delay unit 204. The signal delay unit 204 corrects the phase of the signal by delaying the input signal 203. The signal 205 whose amplitude and phase have been adjusted is the input signal 201 'of another channel.
Is synthesized with. Here, the correction amounts in the amplitude adjusting units 202 and 202 'and the signal delay units 204 and 204' are emphasized to enhance the sense of presence so that the effect of listening to both ears of the user can be sufficiently obtained.
It can be adjusted freely. This adjustment can be realized by, for example, a method of inputting a reference signal from the audio input unit 102 and adjusting so that the user listening to the reproduced signal can obtain an optimum realistic sensation. Further, it is also possible to preset the adjustment amount in a plurality of use environments and select it according to the use environment. In this embodiment, the presence enhancement process is realized by correcting both the amplitude and the phase, but the presence enhancement process may be performed by correcting only the amplitude or the phase.

【0015】上記臨場感強調部106の処理を周波数領
域で実現する事も可能である。図3は臨場感強調部10
6の処理を周波数領域で実現した一実施例である。図3
において、302,302′は波形切りだし部、30
4,304′はフーリエ変換部、306,306′はバ
ッファメモリ部、308,308′は振幅調節部であ
る。一方のチャネルより入力された入力信号301は波
形切りだし部302に入力される。波形切りだし部30
2は入力信号からスペクトル情報を分析するための波形
区間(フレーム)を切り出すものであり、数十ms程度
の区間を一定間隔で切り出す。切り出された区間信号波
形303は、フーリエ変換部304においてスペクトル
データに変換される。
It is also possible to realize the processing of the realism emphasizing section 106 in the frequency domain. FIG. 3 shows the presence enhancing unit 10.
It is an embodiment in which the processing of No. 6 is realized in the frequency domain. Figure 3
, 302 and 302 'are waveform cutouts, and 30
4, 304 'are Fourier transform units, 306, 306' are buffer memory units, and 308, 308 'are amplitude adjusting units. The input signal 301 input from one channel is input to the waveform cutout unit 302. Waveform cutting section 30
Reference numeral 2 is for cutting out a waveform section (frame) for analyzing spectrum information from an input signal, and cutting out a section of about several tens ms at regular intervals. The cut-out section signal waveform 303 is converted into spectrum data by the Fourier transform unit 304.

【0016】ここで、切り出された波形にハニング窓
等、通常用いられている窓関数を掛けた後、前後に零デ
ータを埋め込み、2の階乗点数のデータとすることで高
速フーリエ変換(FFT)を用いることが出来、高速な
データ処理が実現される。また、本実施例のように、2
チャネルの信号に対してフーリエ変換を行う場合、フー
リエ変換の持つ冗長性を利用して、2信号のフーリエ係
数を同時に求める手法を用いることによって、処理量を
低減することができる。この2信号同時FFT法は中野
により提案された手法であり、中野等“高速フーリエ変
換による船舶走行音の分析”,日本音響学会講演論文集
(昭43−11)に詳細に述べられている。ここではそ
の概要を述べる。
Here, after the cut-out waveform is multiplied by a window function such as a Hanning window, which is normally used, zero data is embedded before and after it to obtain data of factorial factor of 2, thereby obtaining a fast Fourier transform (FFT). ) Can be used, and high-speed data processing is realized. In addition, as in this embodiment, 2
When performing Fourier transform on a channel signal, the processing amount can be reduced by using a method of simultaneously obtaining the Fourier coefficient of two signals by utilizing the redundancy of Fourier transform. This two-signal simultaneous FFT method is a method proposed by Nakano, and is described in detail in Nakano et al., "Analysis of Ship Running Sound by Fast Fourier Transform," Proceedings of Acoustical Society of Japan (Sho 43-11). The outline is given here.

【0017】FFTは通常複素数演算を行っているが、
実際の信号は実数であるため冗長性が生じる。いま2種
類の入力データをXi,Yi(i=0〜N−1)とし、そ
れぞれのフーリエ変換をAk,Bk(k=0〜N−1)と
するとき、2入力のデータXi,Yiについて
The FFT normally performs a complex number operation,
Since the actual signal is a real number, redundancy occurs. When two types of input data are X i and Y i (i = 0 to N−1) and their Fourier transforms are A k and B k (k = 0 to N−1), two input data About X i and Y i

【0018】[0018]

【数1】Zi=Xi+jYi とおき、Ziのフーリエ変換Ckを求めると、フーリエ変
換の定義から明らかなように、
## EQU1 ## When Z i = X i + jY i is set and the Fourier transform C k of Z i is obtained, as is clear from the definition of the Fourier transform,

【0019】[0019]

【数2】Ck=Ak+jBk である。一方、*は共役複素数を表すとすると、## EQU2 ## C k = A k + jB k . On the other hand, if * represents a conjugate complex number,

【0020】[0020]

【数3】 AN-k=Ak* BN-k=Bk* という関係があるので、Since there is a relationship of A Nk = A k * B Nk = B k *,

【0021】[0021]

【数4】 CN-k=AN-k+jBN-k =Ak*+jBk* したがって、(4) CNk= ANk+ JBNk  = Ak* + jBk* Therefore,

【0022】[0022]

【数5】 Ck+CN-k=(Ak+Ak*)+j(Bk+Bk*) =2Re(Ak)+2jRe(Bk## EQU5 ## C k + C Nk = (A k + A k *) + j (B k + B k *) = 2Re (A k ) + 2jRe (B k ).

【0023】[0023]

【数6】 Ck−CN-k=(Ak+Ak*)+j(Bk−Bk*) =−2Im(Bk)+2jIm(Ak) が得られる。但し、Reは実部、Imは虚部を示す。す
なわち、Ck が得られれば、これから簡単にAk,Bk
得られる。Ckを得るのに要する演算量はAk或いはBk
を得るための演算量と全く同一であり、またCkから
k,Bkを得るための演算量はCk を得るための演算量
に比べて無視できる程度のものであるため、従来とほと
んど変わらない演算量で2種類の信号を同時にフーリエ
変換することができる。
[6] C k -C Nk = (A k + A k *) + j (B k -B k *) = -2Im (B k) + 2jIm (A k) is obtained. However, Re represents a real part and Im represents an imaginary part. That is, if C k is obtained, then A k and B k can be easily obtained. The calculation amount required to obtain C k is A k or B k
It is exactly the same as the amount of calculation for obtaining, and because the amount of calculation for the C k get A k, B k is negligible compared to the amount of calculation for obtaining the C k, conventional Two kinds of signals can be simultaneously Fourier-transformed with an almost same amount of calculation.

【0024】フーリエ変換部304で変換されたスペク
トルデータ305はバッファメモリ部306に格納され
る。バッファメモリ部306は過去数フレーム分のスペ
クトルデータを格納できるように構成され、入力された
スペクトルデータに対し、数フレーム過去のスペクトル
データを出力することで信号の遅延処理を実現してい
る。バッファメモリ部306より出力したスペクトルデ
ータ307は振幅調節部308により振幅の補正を行っ
た後、他チャネルのスペクトルデータ305′と合成す
る。音波の指向性は周波数に依存した特性を持っている
が、振幅調節部308は周波数領域での処理であるた
め、周波数に依存した振幅の補正も可能である。
The spectrum data 305 converted by the Fourier transform unit 304 is stored in the buffer memory unit 306. The buffer memory unit 306 is configured to be able to store the spectrum data of the past several frames, and outputs the spectrum data of the past several frames with respect to the input spectrum data to realize the signal delay processing. The spectrum data 307 output from the buffer memory unit 306 is amplitude-corrected by the amplitude adjusting unit 308 and then combined with the spectrum data 305 'of another channel. Although the directivity of the sound wave has a characteristic that depends on the frequency, since the amplitude adjusting unit 308 is a process in the frequency domain, it is also possible to correct the amplitude that depends on the frequency.

【0025】臨場感強調部106の出力はこの後聴覚特
性補正部108に送られ、特性補正を行った後、フーリ
エ逆変換により波形領域に変換されることになる。聴覚
特性補正部108での補正が波形領域で行われる場合
は、その前にフーリエ逆変換を行えば良い。
The output of the realism emphasizing section 106 is then sent to the auditory characteristic correction section 108, where it is subjected to characteristic correction and then converted into a waveform region by inverse Fourier transform. When the correction by the auditory characteristic correction unit 108 is performed in the waveform region, the inverse Fourier transform may be performed before that.

【0026】聴覚特性補正部108について説明する。
最も簡単な聴覚障害の補正の方法は、左右の耳の聴覚障
害の程度に応じたゲインで左右独立に波形を増幅する手
法である。ただし、この方法では障害の周波数特性まで
は補正することは出来ない。
The hearing characteristic correction unit 108 will be described.
The simplest method for correcting hearing impairment is to amplify the waveform independently of the left and right with a gain according to the degree of hearing impairment of the left and right ears. However, this method cannot correct even the frequency characteristic of the obstacle.

【0027】図4は聴覚特性補正部108を聴覚障害の
周波数特性を考慮して実現した一実施例の説明図であ
る。聴覚特性補正部では左右2チャネルの処理を行って
いるが、両チャネルとも全く同じ構成をとるため、本図
では1チャネルのみを示した。なお、本実施例の説明は
臨場感強調部106は図2で説明した方式のように、波
形領域で処理されたものとして説明する。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an embodiment in which the hearing characteristic correction unit 108 is realized in consideration of the frequency characteristic of hearing impairment. The auditory characteristic correction unit processes left and right channels, but since both channels have exactly the same configuration, only one channel is shown in this figure. It should be noted that the description of the present embodiment will be made assuming that the realism emphasizing unit 106 is processed in the waveform region as in the method described in FIG.

【0028】図4において、402は波形切りだし部、
404はフーリエ変換部、406は周波数特性補正部、
408はフーリエ逆変換部、410は波形合成部であ
る。臨場感強調部106より出力された信号401は波
形切りだし部402に入力される。波形切りだし部40
2は入力信号からスペクトル情報を分析するための波形
区間を切り出すものであり、数十ms程度の区間を一定
間隔で切り出す。切り出された信号波形403は、フー
リエ変換部404でスペクトルデータに変換される。フ
ーリエ変換部404は上述したように、高速フーリエ変
換(FFT)或いは、2信号同時FFTを採用すること
により処理量を大幅に削減することができる。また、図
3に示した実施例のように、臨場感強調部106で既に
スペクトルデータに変換している場合には、波形切りだ
し部402及び、フーリエ変換部404は不要である。
周波数領域に変換されたスペクトルデータ405は、周
波数特性補正部406に入る。周波数特性補正部406
は使用者の聴覚障害による周波数特性の劣化を補正する
ようなフィルタリング処理を周波数領域で行う。周波数
特性の補正は、各周波数毎の基準信号を左右同レベルで
入力し、使用者が左右同レベルで聴取できるようフィル
タのパラメータを調節する事により容易に個人適用でき
る。周波数特性の補正を行ったスペクトルデータ407
はフーリエ逆変換部408により再び時間領域に変換さ
れ、波形合成部410で分析フレーム周期で切り出され
た波形409を音声波形411として合成する。
In FIG. 4, reference numeral 402 denotes a waveform cutout portion,
404 is a Fourier transform unit, 406 is a frequency characteristic correction unit,
Reference numeral 408 is an inverse Fourier transform unit, and 410 is a waveform synthesis unit. The signal 401 output from the realism emphasizing unit 106 is input to the waveform cutout unit 402. Waveform cutting section 40
2 is to cut out a waveform section for analyzing spectrum information from the input signal, and cut out a section of about several tens ms at a constant interval. The cut-out signal waveform 403 is converted into spectrum data by the Fourier transform unit 404. As described above, the Fourier transform unit 404 can significantly reduce the processing amount by adopting the fast Fourier transform (FFT) or the two-signal simultaneous FFT. Further, as in the embodiment shown in FIG. 3, when the realism emphasizing unit 106 has already converted the spectrum data, the waveform cutting unit 402 and the Fourier transform unit 404 are unnecessary.
The spectrum data 405 converted into the frequency domain enters the frequency characteristic correction unit 406. Frequency characteristic correction unit 406
Performs a filtering process in the frequency domain to correct the deterioration of the frequency characteristic due to the hearing loss of the user. The correction of the frequency characteristic can be easily applied individually by inputting the reference signal for each frequency at the same level on the left and right and adjusting the filter parameters so that the user can hear at the same level on the left and right. Spectral data 407 with corrected frequency characteristics
Is transformed into the time domain again by the inverse Fourier transform unit 408, and the waveform synthesizing unit 410 synthesizes the waveform 409 cut out at the analysis frame period as the speech waveform 411.

【0029】また、フーリエ逆変換部408でも2チャ
ネル同時FFT法を用いた逆変換を採用することにより
処理量を大幅に削減する事が出来る。すなわち、フーリ
エ変換された2種類の信号をA′k,B′k(k=0〜N
−1)とし、それぞれのフーリエ逆変換をX′i,Y′i
とすると、
Further, the inverse Fourier transform unit 408 can also greatly reduce the amount of processing by adopting the inverse transform using the two-channel simultaneous FFT method. That is, two types of Fourier-transformed signals are converted into A ′ k , B ′ k (k = 0 to N
−1), and the respective inverse Fourier transforms are X ′ i and Y ′ i.
Then,

【0030】[0030]

【数7】C′k=A′k+jB′k とおき、C′kのフーリエ逆変換Z′iを求めると、Equation 7] C 'k = A' k + jB 'k Distant, C' when seeking inverse Fourier transform Z 'i of k,

【0031】[0031]

【数8】Z′i=X′i+jY′i となる。ここでX′i,Y′iは明らかに実数であるた
め、Z′i の実部、或いは虚部をとることにより2信号
を分離することが出来る。Z′i を得るのに要する演算
量はX′i或いはY′iを得るための演算量と全く同一で
あるため、従来とほとんど変わらない演算量で2種類の
信号を同時にフーリエ逆変換することができる。
The [number 8] Z 'i = X' i + jY 'i. Here, since X ′ i and Y ′ i are obviously real numbers, two signals can be separated by taking the real part or imaginary part of Z ′ i . Since the amount of calculation required to obtain Z ′ i is exactly the same as the amount of calculation required to obtain X ′ i or Y ′ i , it is necessary to simultaneously perform the inverse Fourier transform on two types of signals with an amount of calculation that is almost the same as the conventional one. You can

【0032】本実施例の効果は、臨場感強調部106で
のサラウンド処理により、人間が本来持っているべき両
耳聴取による音の方位感や騒音の中から聴きたい音を聞
き分ける弁別機能などの能力を積極的に引き出すことが
出来、聴覚特性補正部108で、臨場感が強調された信
号に対し左右独立に使用者の聴覚障害を補正することが
できる。
The effect of this embodiment is that, by the surround processing in the realism emphasizing section 106, the sense of direction of the sound due to the binaural listening which should be originally possessed by the human being and the discrimination function of distinguishing the desired sound from the noise are provided. The ability can be positively drawn out, and the hearing characteristic correction unit 108 can correct the hearing impairment of the user independently for the signal in which the sense of presence is emphasized.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、聴覚特性の補正処理に
より、左右の特性を独立に補正することが出来るだけで
なく、複数チャネルから入力された音声信号に対して信
号の臨場感を強調すべき信号処理を施すことによって、
人間が本来持っているべき両耳聴取による音の方位感や
騒音の中から聴きたい音を聞き分ける弁別機能といった
能力を積極的に引き出すことが出来る。
As described above, according to the present invention, not only the left and right characteristics can be corrected independently by the correction processing of the auditory characteristics, but also the realism of the signal is emphasized with respect to the audio signals input from a plurality of channels. By applying the signal processing that should
It is possible to proactively bring out the ability that humans should have, such as the sense of direction of sound by binaural listening and the function of discriminating the desired sound from the noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のシステム構成のブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram of a system configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】臨場感強調部の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a realism emphasizing unit.

【図3】臨場感強調部の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a realism emphasizing unit.

【図4】聴覚特性補正部の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a hearing characteristic correction unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…入力音声、102…音声入力部、104…A/
D変換部、106…臨場感強調部、108…聴力特性補
正部、110…D/A変換部、112…音声再生部。
101 ... Input voice, 102 ... Voice input unit, 104 ... A /
D conversion unit, 106 ... Reality enhancement unit, 108 ... Hearing characteristic correction unit, 110 ... D / A conversion unit, 112 ... Sound reproduction unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 禰寝 義人 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihito Nahito 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数チャネルの音声信号を入力する音声入
力部と、入力された前記音声信号を用いて信号の臨場感
を強調する臨場感強調部と、前記臨場感強調部より出力
されたステレオ信号に対し左右独立に特性を補正する聴
覚特性補正部と、前記聴覚特性補正部で処理されたステ
レオ信号を再生する音声再生部を含み、それぞれが前記
構成順序に構成されることを特徴とする聴覚補助装置。
1. A voice input unit for inputting voice signals of a plurality of channels, a presence enhancing unit for enhancing the presence of signals using the input voice signals, and a stereo output from the presence enhancing unit. It is characterized in that it includes an auditory characteristic correction unit that corrects the characteristics of the signal independently left and right, and an audio reproduction unit that reproduces the stereo signal processed by the auditory characteristic correction unit, each of which is configured in the above-described configuration order. Hearing aids.
【請求項2】請求項1において、前記聴覚特性補正部
で、使用者の聴覚障害の周波数特性に対して補正を行う
聴覚補助装置。
2. The hearing aid device according to claim 1, wherein the hearing characteristic correction unit corrects the frequency characteristic of the hearing impairment of the user.
【請求項3】請求項1または2において、前記聴覚特性
補正部で、前記周波数特性に対する補正をディジタルフ
ィルタを用いて実現する聴覚補助装置。
3. The hearing aid device according to claim 1, wherein the hearing characteristic correction unit realizes correction of the frequency characteristic using a digital filter.
【請求項4】請求項1または2において、前記聴覚特性
補正部の前に信号のフーリエ変換を行うフーリエ変換部
を有し、前記聴覚特性補正部では前記フーリエ変換部で
周波数分析された信号に対し補正を行う聴覚補助装置。
4. The Fourier transform unit for performing a Fourier transform of a signal before the auditory characteristic correction unit according to claim 1 or 2, wherein the auditory characteristic correction unit converts the signal subjected to frequency analysis by the Fourier transform unit. A hearing aid that compensates for this.
【請求項5】請求項1において、前記聴覚特性補正部
で、前記信号の補正を波形領域で行う聴覚補助装置。
5. The hearing aid device according to claim 1, wherein the auditory characteristic correction unit corrects the signal in a waveform region.
【請求項6】請求項1または5において、前記聴覚特性
補正部における前記波形領域での補正を、左右のチャネ
ルのゲインを調節し信号レベルを変えることで実現する
聴覚補助装置。
6. The hearing aid device according to claim 1, wherein the correction in the waveform region in the hearing characteristic correction unit is realized by adjusting the gains of the left and right channels and changing the signal level.
【請求項7】請求項1,2,3または4において、前記
臨場感強調部は、前記入力された音声信号をフレーム毎
に周波数領域に変換するフーリエ変換部を有し、前記臨
場感強調処理と前記聴覚特性補正部の処理を周波数領域
に変換された信号に対して行う聴覚補助装置。
7. The realism emphasizing unit according to claim 1, wherein the realism emphasizing unit has a Fourier transforming unit for converting the input audio signal into a frequency domain for each frame. And a hearing aid device that performs the process of the hearing characteristic correction unit on the signal converted into the frequency domain.
【請求項8】請求項1,2,3,4,5,6または7に
おいて、前記臨場感強調部で、各チャネルの入力信号に
遅延時間を与える手段を有する聴覚補助装置。
8. The hearing aid device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, further comprising means for giving a delay time to an input signal of each channel in the presence enhancing section.
【請求項9】請求項1,2,3,4,5,6または7に
おいて、前記臨場感強調部で、各チャネルの入力信号の
振幅を調節する手段を有する聴覚補助装置。
9. A hearing aid device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, further comprising means for adjusting the amplitude of the input signal of each channel in the presence enhancing section.
【請求項10】請求項1,2,3,4,5,6または7
において、前記臨場感強調部で、各チャネルの入力信号
の振幅を調節する手段と遅延時間を与える手段とを有す
る聴覚補助装置。
10. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
2. The hearing aid device according to claim 1, wherein the realism emphasizing section has means for adjusting the amplitude of the input signal of each channel and means for giving a delay time.
【請求項11】請求項7において、前記臨場感強調部
は、前記フーリエ変換部で周波数分析された結果をフレ
ーム毎に一定フレーム数分格納するバッファメモリ部を
有し、前記バッファメモリ部に格納されている過去の分
析フレームを用いることで前記信号の遅延を実現する手
段を有する聴覚補助装置。
11. The realism emphasizing section according to claim 7, further comprising a buffer memory section for storing a predetermined number of frames for each frame of the result of frequency analysis by the Fourier transform section, and storing the result in the buffer memory section. Hearing aid having means for implementing the delay of the signal by using a past analysis frame that has been created.
【請求項12】請求項4,7または11において、前記
フーリエ変換部で、入力された複数チャネルからの音声
を2チャネル毎にまとめ、各2チャネルの信号を一方は
実部、他方は虚部とする複素数の信号系列とみなしフー
リエ変換を行う手段と上記フーリエ変換による結果から
2信号のフーリエ変換を分離する手段とを有する聴覚補
助装置。
12. The Fourier transform unit as set forth in claim 4, 7 or 11, wherein voices input from a plurality of channels are collected for every two channels, and signals of each two channels are real part in one and imaginary part in the other. A hearing aid having means for performing a Fourier transform, which is regarded as a complex number signal sequence, and means for separating the Fourier transform of two signals from the result of the Fourier transform.
【請求項13】請求項1ないし12のいずれかにおい
て、前記臨場感強調部で、各チャネルの入力信号の周波
数帯域によって振幅の調節量を可変にする手段を有する
聴覚補助装置。
13. The hearing aid device according to claim 1, further comprising means for varying the amplitude adjustment amount according to the frequency band of the input signal of each channel in the realism emphasizing unit.
【請求項14】請求項1ないし13のいずれかにおい
て、前記入力手段としてマイクロフォンを用いる聴覚補
助装置。
14. The hearing aid device according to claim 1, wherein a microphone is used as the input means.
【請求項15】請求項1ないし14のいずれかにおい
て、前記マイクロフォンは使用者の両耳付近に設置する
聴覚補助装置。
15. The hearing aid device according to claim 1, wherein the microphone is installed near both ears of the user.
【請求項16】請求項1ないし13のいずれかにおい
て、前記入力手段としてオーディオ機器の出力端子に接
続できる端子を有する聴覚補助装置。
16. The hearing aid device according to claim 1, wherein the input means has a terminal connectable to an output terminal of an audio device.
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