音響処理装置
【課題】 どんな音声信号でも明瞭度を向上させることができる音響処理装置を提供すること。
【解決手段】 分析手段１５は、Ａ／Ｄ変換器１２から入力される入力信号を分析し、入力信号の周波数特性から周波数成分間のマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９に分割されて出力されるように低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【解決手段】 分析手段１５は、Ａ／Ｄ変換器１２から入力される入力信号を分析し、入力信号の周波数特性から周波数成分間のマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９に分割されて出力されるように低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響処理装置に関し、特に、聴覚補償などの補聴処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
補聴処理が必要となる難聴は、障害のある部位によって伝音性難聴と感音性難聴に大別される。
【０００３】
伝音性難聴は、内耳まで音が伝わっていきにくい状態であり、内耳まで音の振動が到達しさえすれば、聴神経以降の経路は障害無く信号が伝播する。したがって、耳に入力する音を単に増幅することで聴力が回復する。
【０００４】
これに対して、感音性難聴は、内耳までは健聴者と同様に音の振動が伝わっているが、感覚細胞の変形または消失によって神経を十分に興奮させることができない状態である。このため、感音性難聴では健聴者に比べて様々な聴覚系機能の低下をもたらすことが知られている。その代表的な聴力特性として、ラウドネス補充現象、周波数選択性の低下、時間分解能の低下があげられる。
【０００５】
ラウドネス補充現象とは、感音性難聴では最小可聴値は健聴者に比べ上昇しているのに対し、レベルが大きく不快に感じる不快閾値は健聴者と変わらないため、音がひとたび最小可聴値以上の強さになると、音の感覚的な大きさであるラウドネスが急激に増加するという現象である。
【０００６】
従来の補聴器は伝音性難聴および感音性難聴のラウドネス補充現象に着目し、入力音声のレベルを聴力特性の低下に応じて増幅して再生するものが大部分であった。また、それら片耳用の補聴器を左右の耳それぞれに装用し、両耳再生を行うものもあった。
【０００７】
一方、周波数選択性の低下により、周波数帯域成分間のマスキング、とりわけ低域周波数成分による高域周波数成分のマスキング（上向性マスキング）の影響が増大する。音声信号では、この周波数帯域間のマスキングを低減し、音声入力信号の明瞭度の向上を図る補聴処理として、入力信号を周波数軸上で左右耳に分割し提示する両耳分離受聴がある。
【０００８】
例えば、音声を低域と高域の２帯域に分け、難聴者に対して片耳に高低両帯域を提示した場合よりも、左右耳に低域、高域を別々に分けて提示した場合の方が音声の明瞭度が高くなることが報告されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００９】
また、１８個の周波数帯域に分割し、隣接する帯域を左右耳に交互に割り当てる補聴処理が示され、感音性難聴者の音声明瞭度が向上したと報告されている（例えば非特許文献２参照）。
【００１０】
図９は、従来の補聴処理装置を示すブロック図である。
【００１１】
図９において、従来の補聴処理装置は、アナログの電気信号に変換された音声信号を入力される音声入力手段１０１と、音声入力手段１０１に入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０２と、左耳用にそれぞれ所定の周波数帯域のみを通過させる複数のバンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉを有する左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３と、右耳用にそれぞれ所定の周波数帯域のみを通過させる複数のバンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉを有する右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４と、左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３の複数の出力を加算する左耳用加算器１０５と、右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４の複数の出力を加算する右耳用加算器１０６と、左耳用加算器１０５の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する左耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０７と、右耳用加算器の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する右耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０８と、左耳用ディジタルアナログ変換器１０７が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する左耳用音声出力手段１０９と、右耳用ディジタルアナログ変換器１０８が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する右耳用音声出力手段１１０とを備えている。
【００１２】
このような補聴処理装置において、音声入力手段１０１に入力された音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２によりアナログ信号からディジタル信号に変換され、左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３と右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４にそれぞれ入力される。
【００１３】
左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３の各バンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉでは、入力されたデジタル信号の設定された周波数帯域のみを通過させ、それぞれのバンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉの出力が左耳用加算器１０５で加算され、図１０に示すように、櫛型の周波数特性成分のみ通過するように加工され、左耳用Ｄ／Ａ変換器１０７でアナログ信号に変換された後、左耳用音声出力手段１０９により音声信号に変換され左耳に与えられる。
【００１４】
右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４の各バンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉでは、入力されたデジタル信号の設定された周波数帯域のみを通過させ、それぞれのバンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉの出力が右耳用加算器１０６で加算され、図１０に示すように、左耳とは相補的な周波数帯域特性になるように加工され、右耳用Ｄ／Ａ変換器１０８でアナログ信号に変換された後、右耳用音声出力手段１１０により音声信号に変換され右耳に与えられる。
【００１５】
このように、左耳と右耳とで周波数帯域の異なる音声信号を与えることで、周波数帯域間のマスキングを低減し、音声明瞭度を向上させることができる。
【非特許文献１】Barbara Franklin, "The Effect of Cobining low- and high-frequency passbands on consonant recognition in the hearing impaired",（米国）,Journal of Speech and Hearing Research 1975
【非特許文献２】D.S.Chaudhari and P.C.Pandey, "Dichotic Presentation of Speech Signal Using Critical Filter Bank for Bilateral Sensorineural Hearing Impairmanet",(米国), Proc.16th ICASSO' 98,1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
両耳分離受聴による音声明瞭度の向上は、入力される音声信号の周波数特性と両耳分離受聴の周波数分割条件が適合した場合には有効であるが、音声信号では、男声と女声では基音周波数やフォルマント周波数が異なり、また、同じ話者でも、母音の違いや、母音、子音の組み合わせなどによって周波数特性は様々に異なってくる。
【００１７】
音声信号では、母音はフォルマント構造を有しており、一般に子音に比べて母音のレベルは大きい。また、聴覚特性において、２つの音が経時的に与えられた場合にも相互にマスキングが起こり、先行音が後続音をマスクするforward maskingと後続音が先行音をマスクするbackward maskingが存在する。
【００１８】
難聴者では時間分解能も低下することから、会話などの連続した音節では、先行するレベルの大きい母音のフォルマント成分が、後続する子音や母音、とりわけ母音に比べてレベルの低い子音に対して、上向性マスキングと経時マスキングの２つのマスキングが発生することから、音声の聞き取りが健聴者に比べて非常に困難になると考えられる。
【００１９】
しかも、母音や子音はそれぞれ周波数特性が異なるため、それら上向性マスキングや経時マスキングが発生する周波数帯域は、母音や子音によって異なる。また、話者が異なれば、声の高い人、低い人の違いから、マスキングにより聞き取りが阻害される周波数帯域は異なる。
【００２０】
したがって、従来の固定的な周波数帯域分割による両耳分離受聴では、必ずしも音声の明瞭度が向上するわけではなかった。
【００２１】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、どんな音声信号でも明瞭度を向上させることができる音響処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の音響処理装置は、入力信号の周波数特性を変更して出力する少なくとも１つの周波数特性変更手段と、前記入力信号の特性を分析し、分析の結果に基づいて前記周波数特性変更手段を制御して、左右の耳に異なる周波数特性の信号を与える分析手段とを備える構成を有している。
【００２３】
この構成により、入力信号の特性に基づいて左右の耳に異なる周波数特性の信号が与えられる。したがって、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２４】
ここで、前記分析手段は、入力信号の周波数成分間でマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力されるように前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００２５】
この構成により、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力され、マスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２６】
また、前記分析手段は、入力信号の母音の種類を判別し、母音の種類に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００２７】
この構成により、母音の種類に応じて、出力される信号の周波数特性が変えられる。したがって、母音の種類により異なるマスキング周波数によるマスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、前記分析手段は、入力信号のフォルマント周波数を検出し、検出したフォルマント周波数に基づいて母音の種類を判別する構成とした。
【００２９】
この構成により、フォルマント周波数により母音の種類が判別され、母音によるマスキングが回避される。したがって、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００３０】
また、前記分析手段は、入力信号の第１フォルマント周波数を検出し、第１フォルマント周波数に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００３１】
この構成により、第１フォルマント周波数に応じて、出力される信号の周波数特性が変えられる。したがって、第１フォルマント周波数によるマスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００３２】
さらに、前記分析手段は、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させる構成とした。
【００３３】
この構成により、第１フォルマント周波数によるマスキングが回避される。したがって、音声の明瞭度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、分析手段で入力信号を分析し、入力信号に適した、左右の耳で異なる周波数特性の信号を与えているので、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
まず、本発明の基本となる両耳分離受聴による明瞭度の向上効果に関して説明する。上述のように、両耳分離受聴により音声明瞭性が向上することが知られている。しかしながら、それら知見では、帯域分割周波数について詳細に検討したものは無かった。
【００３６】
本発明者は、vowel-consonant-vowel(VCV)音節を用いて、難聴者を対象に、両耳分離受聴の帯域分割周波数を変えて明瞭度実験を実施した。
【００３７】
その結果、先行母音の種類によって明瞭度の向上効果が表れる帯域分割周波数が変化することを見出した。一例として、図２にVCV音節の先行母音ごとに帯域分割周波数を変化させた場合の音声明瞭度の変化を示す。
【００３８】
周波数帯域分割の方法としては、２帯域分割を用い、左耳には音声信号に低域通過フィルタ（ＬＰＦ）処理した低域成分を、右耳には音声信号に高域通過フィルタ（ＨＰＦ）処理した高域成分を与えた。
【００３９】
先行母音として/a/と/u/の２種類のVCV音節を用い、帯域分割周波数を母音の第１フォルマント周波数付近で変化させたものである。
【００４０】
図の横軸は、帯域分割周波数であり、縦軸は音声明瞭度であり、上にいくほど明瞭度が高いことを示している。
【００４１】
図２に示すように、同じ先行母音であっても、帯域分割周波数を変化させると、明瞭度が変化することが分かる。また、先行母音の種類によって明瞭度が最も向上する帯域分割周波数が異なることが分かる。
【００４２】
この知見を踏まえると、入力音声信号の特性、例えば、入力音声信号中の母音の種類を特定し、その母音に最適な帯域分割周波数で両耳分離受聴を行わせることで、その母音に後続する音節の明瞭度が向上すると考えられる。
【００４３】
すなわち、入力音声信号の特性に応じて帯域分割周波数を変更することで、帯域分割周波数が固定の場合に比べ明瞭度が向上するといえる。
【００４４】
ここでは、母音の種類を例としたが、連続する音節の組み合わせによって周波数帯域フィルタの特性を変更することも明瞭度の向上に有効と考えられる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の音響処理装置を示すブロック図である。
【００４７】
図１において、本実施の形態の音響処理装置は、補聴器のマイクロフォンの出力やオーディオ機器の出力などのアナログの電気信号に変換された音声信号が入力される音声入力手段１１と、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２と、例えば左耳用に低い周波数帯域のみを通過させるとともに通過させる帯域を変更可能な低域通過フィルタ１３と、例えば右耳用に高い周波数帯域のみを通過させるとともに通過させる帯域を変更可能な高域通過フィルタ１４と、Ａ／Ｄ変換器１２が出力するデジタル信号を分析して入力音声信号に最適な周波数分割となるように低域通過フィルタ１３と高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する分析手段１５と、低域通過フィルタ１３の出力するデジタル信号をアナログ信号に変換する第１のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１６と、高域通過フィルタ１４の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する第２のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１７と、第１のＤ／Ａ変換器１６が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する第１の音声出力手段１８と、第２のＤ／Ａ変換器１７が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する第２の音声出力手段１９とを備えている。
【００４８】
このような音響処理装置において、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１２によりディジタル信号に変換され、低域通過フィルタ１３、高域通過フィルタ１４、分析手段１５のそれぞれに入力される。
【００４９】
分析手段１５は、入力信号の特性分析を行い、入力信号の周波数特性から周波数成分間のマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９に分割されて出力されるように低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【００５０】
また、入力信号の周波数特性から、先行母音の種類を検出し、/a/の場合は、図２のf2を帯域分割周波数に（低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数にf2を設定）し、/u/の場合は、図２のf1を帯域分割周波数に（低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数にf1を設定）する。
【００５１】
先行母音の種類を検出するには、フォルマント周波数を検出すればよく、第１及び第２フォルマント周波数を検出すれば先行母音の種類を検出することができる。
【００５２】
また、第１フォルマント周波数のみを検出し、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させるようにしてもよい。
【００５３】
低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４は、分析手段１５の設定に従い、低域通過フィルタ１３は、遮断周波数以下の周波数帯域を通過させ、高域通過フィルタ１４は、遮断周波数以上の周波数帯域を通過させる。
【００５４】
低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４から出力されたディジタル信号は、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７でアナログ信号に変換され、第１の音声出力手段１８、第２の音声出力手段１９によりそれぞれ音声信号として出力される。
【００５５】
このように本実施の形態においては、分析手段１５で入力音声信号の特性を分析し、入力音声信号に応じて低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数を変更して、第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９とで異なる周波数特性の音声信号を出力しているので、第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９の出力を左右耳に別々に与えれば、どんな音声でも明瞭度を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、低域と高域の２帯域に分割する場合を示したが、両耳に異なる周波数特性の音声信号を与えればよく、片耳だけ帯域制限を行ってもよく、あるいは２帯域以上に分割してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態の低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４について、図３に示すように、それぞれ第１の全域通過フィルタ（ＡＰＦ）２０、第２の全域通過フィルタ２１と時間的に切り替えるようにしてもよい。
【００５８】
この場合、分析手段２２は、入力信号の特性分析を行い、音声以外の入力音や十分明瞭性のある入力音については、第１のスイッチ２３及び第２のスイッチ２４を制御してＡ／Ｄ変換器１２の出力を第１の全域通過フィルタ２０、第２の全域通過フィルタ２１に切り替えて帯域制限することなく通過させ、それぞれ第１の加算器２５、第２の加算器２６を通して第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７に出力させ、第１の音声出力手段１８及び第２の音声出力手段１９で同じ音声信号を出力させるようにする。
【００５９】
このようにすることで、音声以外の入力音や十分明瞭性のある入力音については両耳受聴とすることができる。
【００６０】
なお、全域通過フィルタ２０、２１を設けず、図４に示すように、フィルタ処理をバイパスする構成としてもよい。
【００６１】
また、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４のフィルタ係数の設定を変更して、全域を通過させるようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態においては、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の出力をそのまま第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９により出力したが、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の出力を増幅して第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９により出力するようにしてもよい。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、図５は本発明の第２の実施の形態の音響処理装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００６４】
本実施の形態は、周波数帯域毎にゲインを調整する第１の周波数帯域別増幅手段３１、第２の周波数帯域別増幅手段３２と、入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し聞き取りやすい音の大きさになるよう第１の周波数帯域別増幅手段３１、第２の周波数帯域別増幅手段３２のゲインを設定するラウドネス補償量算出手段３３とを備え、周波数帯域毎のパワーを調整して明瞭度を向上させることを特徴としている。
【００６５】
このような音響処理装置において、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１２によりディジタル信号に変換され、低域通過フィルタ１３、高域通過フィルタ１４、分析手段１５、ラウドネス補償量算出手段３３のそれぞれに入力される。
【００６６】
分析手段１５は、上述の実施の形態同様に、入力信号を分析し、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【００６７】
ラウドネス補償量算出手段３３は、入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し、ダイナミックレンジが狭くなった難聴者の左右それぞれの耳の聴力特性に応じて聞き取りやすい音の大きさになるよう周波数帯域毎のゲイン量を算出し、第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２に、左右それぞれの耳の聴力特性に応じて算出されたゲイン設定値を設定する。
【００６８】
第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２は、ラウドネス補償量算出手段３３の設定に従って、例えば図６に示すように、入力信号特性に応じて聞き取りやすいラウドネスとなるように周波数帯域毎にゲイン調整し、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７に出力する。
【００６９】
第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２から出力されたディジタル信号は、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７でアナログ信号に変換され、第１の音声出力手段１８、第２の音声出力手段１９によりそれぞれ音声信号として出力される。
【００７０】
このように本実施の形態においては、ラウドネス補償量算出手段３３により入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し、難聴者の聴力特性に応じて聞き取りやすい音の大きさになるように第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２にゲイン設定しているので、より明瞭度を向上させることができる。
【００７１】
なお、図７に示すように、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４による周波数通過帯域特性の制御を第１の周波数帯域別増幅手段３５及び第２の周波数帯域別増幅手段３６により行うようにしてもよい。
【００７２】
この場合、分析手段３４は、入力信号の特性分析を行い、第１の周波数帯域別増幅手段３５には、遮断周波数以下の周波数帯域を通過させるようゲイン設定し、第２の周波数帯域別増幅手段３６には、遮断周波数以上の周波数帯域を通過させるようゲイン設定し、第１の周波数帯域別増幅手段３５及び第２の周波数帯域別増幅手段３６では、例えば図８に示すような周波数帯域別ゲイン設定をする。
【００７３】
また、上述の各実施の形態においては、１つの音声信号を２つに分けて出力するようにしたが、２つの音声信号を入力し、それぞれを分析して周波数特性を変更するようにしてもよく、また、２帯域以上に分割するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる音響処理装置は、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができるという効果を有し、補聴器、音響機器、携帯電話、公共拡声などの音声再生、音声通話を行う装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置のブロック図
【図２】（ａ）先行母音が/a/のVCV音節を帯域分割周波数を変化させて両耳分離聴させた場合の明瞭度の変化を示す図 （ｂ）先行母音が/u/のVCV音節を帯域分割周波数を変化させて両耳分離聴させた場合の明瞭度の変化を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置の第１の他の態様のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置の第２の他の態様のブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置のブロック図
【図６】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置のラウドネス補償ゲイン設定を示す図
【図７】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置の他の態様のブロック図
【図８】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置の他の態様のラウドネス補償ゲイン設定を示す図
【図９】従来の補聴処理装置のブロック図
【図１０】従来の補聴処理装置の両耳分離聴における両耳に与えられる音声信号の周波数特性を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１１ 音声入力手段
１２ アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１３ 低域通過フィルタ
１４ 高域通過フィルタ
１５ 分析手段
１６ 第１のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１７ 第２のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１８ 第１の音声出力手段
１９ 第２の音声出力手段
２０ 第１の全域通過フィルタ
２１ 第２の全域通過フィルタ
２２ 分析手段
２３ 第１のスイッチ
２４ 第２のスイッチ
２５ 第１の加算器
２６ 第２の加算器
３１ 第１の周波数帯域別増幅手段
３２ 第２の周波数帯域別増幅手段
３３ ラウドネス補償量算出手段
３４ 分析手段
３５ 第１の周波数帯域別増幅手段
３６ 第２の周波数帯域別増幅手段
１０１ 音声入力手段
１０２ アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１０３ 左耳用周波数帯域通過フィルタ
１０３ａ〜１０３ｉ バンドパスフィルタ
１０４ 右耳用周波数帯域通過フィルタ
１０４ａ〜１０４ｉ バンドパスフィルタ
１０５ 左耳用加算器
１０６ 右耳用加算器
１０７ 左耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１０８ 右耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１０９ 左耳用音声出力手段
１１０ 右耳用音声出力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響処理装置に関し、特に、聴覚補償などの補聴処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
補聴処理が必要となる難聴は、障害のある部位によって伝音性難聴と感音性難聴に大別される。
【０００３】
伝音性難聴は、内耳まで音が伝わっていきにくい状態であり、内耳まで音の振動が到達しさえすれば、聴神経以降の経路は障害無く信号が伝播する。したがって、耳に入力する音を単に増幅することで聴力が回復する。
【０００４】
これに対して、感音性難聴は、内耳までは健聴者と同様に音の振動が伝わっているが、感覚細胞の変形または消失によって神経を十分に興奮させることができない状態である。このため、感音性難聴では健聴者に比べて様々な聴覚系機能の低下をもたらすことが知られている。その代表的な聴力特性として、ラウドネス補充現象、周波数選択性の低下、時間分解能の低下があげられる。
【０００５】
ラウドネス補充現象とは、感音性難聴では最小可聴値は健聴者に比べ上昇しているのに対し、レベルが大きく不快に感じる不快閾値は健聴者と変わらないため、音がひとたび最小可聴値以上の強さになると、音の感覚的な大きさであるラウドネスが急激に増加するという現象である。
【０００６】
従来の補聴器は伝音性難聴および感音性難聴のラウドネス補充現象に着目し、入力音声のレベルを聴力特性の低下に応じて増幅して再生するものが大部分であった。また、それら片耳用の補聴器を左右の耳それぞれに装用し、両耳再生を行うものもあった。
【０００７】
一方、周波数選択性の低下により、周波数帯域成分間のマスキング、とりわけ低域周波数成分による高域周波数成分のマスキング（上向性マスキング）の影響が増大する。音声信号では、この周波数帯域間のマスキングを低減し、音声入力信号の明瞭度の向上を図る補聴処理として、入力信号を周波数軸上で左右耳に分割し提示する両耳分離受聴がある。
【０００８】
例えば、音声を低域と高域の２帯域に分け、難聴者に対して片耳に高低両帯域を提示した場合よりも、左右耳に低域、高域を別々に分けて提示した場合の方が音声の明瞭度が高くなることが報告されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００９】
また、１８個の周波数帯域に分割し、隣接する帯域を左右耳に交互に割り当てる補聴処理が示され、感音性難聴者の音声明瞭度が向上したと報告されている（例えば非特許文献２参照）。
【００１０】
図９は、従来の補聴処理装置を示すブロック図である。
【００１１】
図９において、従来の補聴処理装置は、アナログの電気信号に変換された音声信号を入力される音声入力手段１０１と、音声入力手段１０１に入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０２と、左耳用にそれぞれ所定の周波数帯域のみを通過させる複数のバンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉを有する左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３と、右耳用にそれぞれ所定の周波数帯域のみを通過させる複数のバンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉを有する右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４と、左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３の複数の出力を加算する左耳用加算器１０５と、右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４の複数の出力を加算する右耳用加算器１０６と、左耳用加算器１０５の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する左耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０７と、右耳用加算器の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する右耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１０８と、左耳用ディジタルアナログ変換器１０７が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する左耳用音声出力手段１０９と、右耳用ディジタルアナログ変換器１０８が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する右耳用音声出力手段１１０とを備えている。
【００１２】
このような補聴処理装置において、音声入力手段１０１に入力された音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２によりアナログ信号からディジタル信号に変換され、左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３と右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４にそれぞれ入力される。
【００１３】
左耳用周波数帯域通過フィルタ１０３の各バンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉでは、入力されたデジタル信号の設定された周波数帯域のみを通過させ、それぞれのバンドパスフィルタ１０３ａ〜１０３ｉの出力が左耳用加算器１０５で加算され、図１０に示すように、櫛型の周波数特性成分のみ通過するように加工され、左耳用Ｄ／Ａ変換器１０７でアナログ信号に変換された後、左耳用音声出力手段１０９により音声信号に変換され左耳に与えられる。
【００１４】
右耳用周波数帯域通過フィルタ１０４の各バンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉでは、入力されたデジタル信号の設定された周波数帯域のみを通過させ、それぞれのバンドパスフィルタ１０４ａ〜１０４ｉの出力が右耳用加算器１０６で加算され、図１０に示すように、左耳とは相補的な周波数帯域特性になるように加工され、右耳用Ｄ／Ａ変換器１０８でアナログ信号に変換された後、右耳用音声出力手段１１０により音声信号に変換され右耳に与えられる。
【００１５】
このように、左耳と右耳とで周波数帯域の異なる音声信号を与えることで、周波数帯域間のマスキングを低減し、音声明瞭度を向上させることができる。
【非特許文献１】Barbara Franklin, "The Effect of Cobining low- and high-frequency passbands on consonant recognition in the hearing impaired",（米国）,Journal of Speech and Hearing Research 1975
【非特許文献２】D.S.Chaudhari and P.C.Pandey, "Dichotic Presentation of Speech Signal Using Critical Filter Bank for Bilateral Sensorineural Hearing Impairmanet",(米国), Proc.16th ICASSO' 98,1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
両耳分離受聴による音声明瞭度の向上は、入力される音声信号の周波数特性と両耳分離受聴の周波数分割条件が適合した場合には有効であるが、音声信号では、男声と女声では基音周波数やフォルマント周波数が異なり、また、同じ話者でも、母音の違いや、母音、子音の組み合わせなどによって周波数特性は様々に異なってくる。
【００１７】
音声信号では、母音はフォルマント構造を有しており、一般に子音に比べて母音のレベルは大きい。また、聴覚特性において、２つの音が経時的に与えられた場合にも相互にマスキングが起こり、先行音が後続音をマスクするforward maskingと後続音が先行音をマスクするbackward maskingが存在する。
【００１８】
難聴者では時間分解能も低下することから、会話などの連続した音節では、先行するレベルの大きい母音のフォルマント成分が、後続する子音や母音、とりわけ母音に比べてレベルの低い子音に対して、上向性マスキングと経時マスキングの２つのマスキングが発生することから、音声の聞き取りが健聴者に比べて非常に困難になると考えられる。
【００１９】
しかも、母音や子音はそれぞれ周波数特性が異なるため、それら上向性マスキングや経時マスキングが発生する周波数帯域は、母音や子音によって異なる。また、話者が異なれば、声の高い人、低い人の違いから、マスキングにより聞き取りが阻害される周波数帯域は異なる。
【００２０】
したがって、従来の固定的な周波数帯域分割による両耳分離受聴では、必ずしも音声の明瞭度が向上するわけではなかった。
【００２１】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、どんな音声信号でも明瞭度を向上させることができる音響処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の音響処理装置は、入力信号の周波数特性を変更して出力する少なくとも１つの周波数特性変更手段と、前記入力信号の特性を分析し、分析の結果に基づいて前記周波数特性変更手段を制御して、左右の耳に異なる周波数特性の信号を与える分析手段とを備える構成を有している。
【００２３】
この構成により、入力信号の特性に基づいて左右の耳に異なる周波数特性の信号が与えられる。したがって、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２４】
ここで、前記分析手段は、入力信号の周波数成分間でマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力されるように前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００２５】
この構成により、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力され、マスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２６】
また、前記分析手段は、入力信号の母音の種類を判別し、母音の種類に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００２７】
この構成により、母音の種類に応じて、出力される信号の周波数特性が変えられる。したがって、母音の種類により異なるマスキング周波数によるマスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、前記分析手段は、入力信号のフォルマント周波数を検出し、検出したフォルマント周波数に基づいて母音の種類を判別する構成とした。
【００２９】
この構成により、フォルマント周波数により母音の種類が判別され、母音によるマスキングが回避される。したがって、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００３０】
また、前記分析手段は、入力信号の第１フォルマント周波数を検出し、第１フォルマント周波数に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御する構成とした。
【００３１】
この構成により、第１フォルマント周波数に応じて、出力される信号の周波数特性が変えられる。したがって、第１フォルマント周波数によるマスキングを回避することができ、音声の明瞭度を向上させることができる。
【００３２】
さらに、前記分析手段は、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させる構成とした。
【００３３】
この構成により、第１フォルマント周波数によるマスキングが回避される。したがって、音声の明瞭度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、分析手段で入力信号を分析し、入力信号に適した、左右の耳で異なる周波数特性の信号を与えているので、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
まず、本発明の基本となる両耳分離受聴による明瞭度の向上効果に関して説明する。上述のように、両耳分離受聴により音声明瞭性が向上することが知られている。しかしながら、それら知見では、帯域分割周波数について詳細に検討したものは無かった。
【００３６】
本発明者は、vowel-consonant-vowel(VCV)音節を用いて、難聴者を対象に、両耳分離受聴の帯域分割周波数を変えて明瞭度実験を実施した。
【００３７】
その結果、先行母音の種類によって明瞭度の向上効果が表れる帯域分割周波数が変化することを見出した。一例として、図２にVCV音節の先行母音ごとに帯域分割周波数を変化させた場合の音声明瞭度の変化を示す。
【００３８】
周波数帯域分割の方法としては、２帯域分割を用い、左耳には音声信号に低域通過フィルタ（ＬＰＦ）処理した低域成分を、右耳には音声信号に高域通過フィルタ（ＨＰＦ）処理した高域成分を与えた。
【００３９】
先行母音として/a/と/u/の２種類のVCV音節を用い、帯域分割周波数を母音の第１フォルマント周波数付近で変化させたものである。
【００４０】
図の横軸は、帯域分割周波数であり、縦軸は音声明瞭度であり、上にいくほど明瞭度が高いことを示している。
【００４１】
図２に示すように、同じ先行母音であっても、帯域分割周波数を変化させると、明瞭度が変化することが分かる。また、先行母音の種類によって明瞭度が最も向上する帯域分割周波数が異なることが分かる。
【００４２】
この知見を踏まえると、入力音声信号の特性、例えば、入力音声信号中の母音の種類を特定し、その母音に最適な帯域分割周波数で両耳分離受聴を行わせることで、その母音に後続する音節の明瞭度が向上すると考えられる。
【００４３】
すなわち、入力音声信号の特性に応じて帯域分割周波数を変更することで、帯域分割周波数が固定の場合に比べ明瞭度が向上するといえる。
【００４４】
ここでは、母音の種類を例としたが、連続する音節の組み合わせによって周波数帯域フィルタの特性を変更することも明瞭度の向上に有効と考えられる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の音響処理装置を示すブロック図である。
【００４７】
図１において、本実施の形態の音響処理装置は、補聴器のマイクロフォンの出力やオーディオ機器の出力などのアナログの電気信号に変換された音声信号が入力される音声入力手段１１と、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２と、例えば左耳用に低い周波数帯域のみを通過させるとともに通過させる帯域を変更可能な低域通過フィルタ１３と、例えば右耳用に高い周波数帯域のみを通過させるとともに通過させる帯域を変更可能な高域通過フィルタ１４と、Ａ／Ｄ変換器１２が出力するデジタル信号を分析して入力音声信号に最適な周波数分割となるように低域通過フィルタ１３と高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する分析手段１５と、低域通過フィルタ１３の出力するデジタル信号をアナログ信号に変換する第１のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１６と、高域通過フィルタ１４の出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する第２のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１７と、第１のＤ／Ａ変換器１６が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する第１の音声出力手段１８と、第２のＤ／Ａ変換器１７が出力するアナログ信号を変換して音声信号を出力する第２の音声出力手段１９とを備えている。
【００４８】
このような音響処理装置において、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１２によりディジタル信号に変換され、低域通過フィルタ１３、高域通過フィルタ１４、分析手段１５のそれぞれに入力される。
【００４９】
分析手段１５は、入力信号の特性分析を行い、入力信号の周波数特性から周波数成分間のマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９に分割されて出力されるように低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【００５０】
また、入力信号の周波数特性から、先行母音の種類を検出し、/a/の場合は、図２のf2を帯域分割周波数に（低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数にf2を設定）し、/u/の場合は、図２のf1を帯域分割周波数に（低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数にf1を設定）する。
【００５１】
先行母音の種類を検出するには、フォルマント周波数を検出すればよく、第１及び第２フォルマント周波数を検出すれば先行母音の種類を検出することができる。
【００５２】
また、第１フォルマント周波数のみを検出し、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させるようにしてもよい。
【００５３】
低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４は、分析手段１５の設定に従い、低域通過フィルタ１３は、遮断周波数以下の周波数帯域を通過させ、高域通過フィルタ１４は、遮断周波数以上の周波数帯域を通過させる。
【００５４】
低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４から出力されたディジタル信号は、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７でアナログ信号に変換され、第１の音声出力手段１８、第２の音声出力手段１９によりそれぞれ音声信号として出力される。
【００５５】
このように本実施の形態においては、分析手段１５で入力音声信号の特性を分析し、入力音声信号に応じて低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の遮断周波数を変更して、第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９とで異なる周波数特性の音声信号を出力しているので、第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９の出力を左右耳に別々に与えれば、どんな音声でも明瞭度を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、低域と高域の２帯域に分割する場合を示したが、両耳に異なる周波数特性の音声信号を与えればよく、片耳だけ帯域制限を行ってもよく、あるいは２帯域以上に分割してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態の低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４について、図３に示すように、それぞれ第１の全域通過フィルタ（ＡＰＦ）２０、第２の全域通過フィルタ２１と時間的に切り替えるようにしてもよい。
【００５８】
この場合、分析手段２２は、入力信号の特性分析を行い、音声以外の入力音や十分明瞭性のある入力音については、第１のスイッチ２３及び第２のスイッチ２４を制御してＡ／Ｄ変換器１２の出力を第１の全域通過フィルタ２０、第２の全域通過フィルタ２１に切り替えて帯域制限することなく通過させ、それぞれ第１の加算器２５、第２の加算器２６を通して第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７に出力させ、第１の音声出力手段１８及び第２の音声出力手段１９で同じ音声信号を出力させるようにする。
【００５９】
このようにすることで、音声以外の入力音や十分明瞭性のある入力音については両耳受聴とすることができる。
【００６０】
なお、全域通過フィルタ２０、２１を設けず、図４に示すように、フィルタ処理をバイパスする構成としてもよい。
【００６１】
また、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４のフィルタ係数の設定を変更して、全域を通過させるようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態においては、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の出力をそのまま第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９により出力したが、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の出力を増幅して第１の音声出力手段１８と第２の音声出力手段１９により出力するようにしてもよい。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、図５は本発明の第２の実施の形態の音響処理装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明する。
【００６４】
本実施の形態は、周波数帯域毎にゲインを調整する第１の周波数帯域別増幅手段３１、第２の周波数帯域別増幅手段３２と、入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し聞き取りやすい音の大きさになるよう第１の周波数帯域別増幅手段３１、第２の周波数帯域別増幅手段３２のゲインを設定するラウドネス補償量算出手段３３とを備え、周波数帯域毎のパワーを調整して明瞭度を向上させることを特徴としている。
【００６５】
このような音響処理装置において、音声入力手段１１に入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１２によりディジタル信号に変換され、低域通過フィルタ１３、高域通過フィルタ１４、分析手段１５、ラウドネス補償量算出手段３３のそれぞれに入力される。
【００６６】
分析手段１５は、上述の実施の形態同様に、入力信号を分析し、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４の通過帯域を設定する。
【００６７】
ラウドネス補償量算出手段３３は、入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し、ダイナミックレンジが狭くなった難聴者の左右それぞれの耳の聴力特性に応じて聞き取りやすい音の大きさになるよう周波数帯域毎のゲイン量を算出し、第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２に、左右それぞれの耳の聴力特性に応じて算出されたゲイン設定値を設定する。
【００６８】
第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２は、ラウドネス補償量算出手段３３の設定に従って、例えば図６に示すように、入力信号特性に応じて聞き取りやすいラウドネスとなるように周波数帯域毎にゲイン調整し、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７に出力する。
【００６９】
第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２から出力されたディジタル信号は、それぞれ第１のＤ／Ａ変換器１６、第２のＤ／Ａ変換器１７でアナログ信号に変換され、第１の音声出力手段１８、第２の音声出力手段１９によりそれぞれ音声信号として出力される。
【００７０】
このように本実施の形態においては、ラウドネス補償量算出手段３３により入力信号の周波数帯域毎のパワーを分析し、難聴者の聴力特性に応じて聞き取りやすい音の大きさになるように第１の周波数帯域別増幅手段３１及び第２の周波数帯域別増幅手段３２にゲイン設定しているので、より明瞭度を向上させることができる。
【００７１】
なお、図７に示すように、低域通過フィルタ１３及び高域通過フィルタ１４による周波数通過帯域特性の制御を第１の周波数帯域別増幅手段３５及び第２の周波数帯域別増幅手段３６により行うようにしてもよい。
【００７２】
この場合、分析手段３４は、入力信号の特性分析を行い、第１の周波数帯域別増幅手段３５には、遮断周波数以下の周波数帯域を通過させるようゲイン設定し、第２の周波数帯域別増幅手段３６には、遮断周波数以上の周波数帯域を通過させるようゲイン設定し、第１の周波数帯域別増幅手段３５及び第２の周波数帯域別増幅手段３６では、例えば図８に示すような周波数帯域別ゲイン設定をする。
【００７３】
また、上述の各実施の形態においては、１つの音声信号を２つに分けて出力するようにしたが、２つの音声信号を入力し、それぞれを分析して周波数特性を変更するようにしてもよく、また、２帯域以上に分割するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる音響処理装置は、入力信号によらず音声の明瞭度を向上させることができるという効果を有し、補聴器、音響機器、携帯電話、公共拡声などの音声再生、音声通話を行う装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置のブロック図
【図２】（ａ）先行母音が/a/のVCV音節を帯域分割周波数を変化させて両耳分離聴させた場合の明瞭度の変化を示す図 （ｂ）先行母音が/u/のVCV音節を帯域分割周波数を変化させて両耳分離聴させた場合の明瞭度の変化を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置の第１の他の態様のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における音響処理装置の第２の他の態様のブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置のブロック図
【図６】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置のラウドネス補償ゲイン設定を示す図
【図７】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置の他の態様のブロック図
【図８】本発明の第２の実施の形態における音響処理装置の他の態様のラウドネス補償ゲイン設定を示す図
【図９】従来の補聴処理装置のブロック図
【図１０】従来の補聴処理装置の両耳分離聴における両耳に与えられる音声信号の周波数特性を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１１ 音声入力手段
１２ アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１３ 低域通過フィルタ
１４ 高域通過フィルタ
１５ 分析手段
１６ 第１のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１７ 第２のディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１８ 第１の音声出力手段
１９ 第２の音声出力手段
２０ 第１の全域通過フィルタ
２１ 第２の全域通過フィルタ
２２ 分析手段
２３ 第１のスイッチ
２４ 第２のスイッチ
２５ 第１の加算器
２６ 第２の加算器
３１ 第１の周波数帯域別増幅手段
３２ 第２の周波数帯域別増幅手段
３３ ラウドネス補償量算出手段
３４ 分析手段
３５ 第１の周波数帯域別増幅手段
３６ 第２の周波数帯域別増幅手段
１０１ 音声入力手段
１０２ アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１０３ 左耳用周波数帯域通過フィルタ
１０３ａ〜１０３ｉ バンドパスフィルタ
１０４ 右耳用周波数帯域通過フィルタ
１０４ａ〜１０４ｉ バンドパスフィルタ
１０５ 左耳用加算器
１０６ 右耳用加算器
１０７ 左耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１０８ 右耳用ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１０９ 左耳用音声出力手段
１１０ 右耳用音声出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の周波数特性を変更して出力する少なくとも１つの周波数特性変更手段と、前記入力信号の特性を分析し、分析の結果に基づいて前記周波数特性変更手段を制御して、左右の耳に異なる周波数特性の信号を与える分析手段とを備えることを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記分析手段は、入力信号の周波数成分間でマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力されるように前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
前記分析手段は、入力信号の母音の種類を判別し、母音の種類に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項４】
前記分析手段は、入力信号のフォルマント周波数を検出し、検出したフォルマント周波数に基づいて母音の種類を判別することを特徴とする請求項３に記載の音響処理装置。
【請求項５】
前記分析手段は、入力信号の第１フォルマント周波数を検出し、第１フォルマント周波数に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項６】
前記分析手段は、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させることを特徴とする請求項５に記載の音響処理装置。
【請求項１】
入力信号の周波数特性を変更して出力する少なくとも１つの周波数特性変更手段と、前記入力信号の特性を分析し、分析の結果に基づいて前記周波数特性変更手段を制御して、左右の耳に異なる周波数特性の信号を与える分析手段とを備えることを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記分析手段は、入力信号の周波数成分間でマスキングが発生する帯域を検出し、マスキングを起す周波数帯域とマスキングされる周波数帯域とが左右の耳に別々に出力されるように前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
前記分析手段は、入力信号の母音の種類を判別し、母音の種類に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項４】
前記分析手段は、入力信号のフォルマント周波数を検出し、検出したフォルマント周波数に基づいて母音の種類を判別することを特徴とする請求項３に記載の音響処理装置。
【請求項５】
前記分析手段は、入力信号の第１フォルマント周波数を検出し、第１フォルマント周波数に対応した周波数特性の信号を出力するよう前記周波数特性変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項６】
前記分析手段は、第１フォルマント周波数成分について、一方の耳側では通過させ、他方の耳側では遮断あるいは減衰させることを特徴とする請求項５に記載の音響処理装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図６】
【図８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２００６−８７０１８（Ｐ２００６−８７０１８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７２１５９（Ｐ２００４−２７２１５９）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
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