助听器、助听系统、步行检测方法和助听方法

摘要

分析周围的音响环境来自动切换助听处理的助听器在喧闹的室外限定于指向性来减轻杂音。另一方面，在步行时等指向性现定于前方的情况下，不会留意来自后方的危险音的接近是非常危险的。需要进行环境分析，并且进行识别使用者的步行状态的行动分析，但是步数计等中使用的一般的步行检测使用传感器而不适用于如助听器这种装载在耳朵里的装置。通过关注步行时产生的逆风音的产生模式，并将风杂音脉冲性重复产生的情形识别为步行状态，从而可不装载传感器等，而进行使用了现有结构的步行检测，并可提供一种在室外也可安心使用的助听器。

说明书

技术领域

本发明涉及具有检测步行的功能的助听器。

背景技术

助听器是用于供听觉障碍者和听力衰减的人等辅助听力的系统。助听器通过麦克风(microphone)将外部产生的音响信号转换为电信号，放大该电信号的电平，并由耳机之类的受话器(receiver)再次转换为音响信号后作为使用者可听到的可听音输出。

由麦克风取入的音响信号除会话声音、电视和收音机的输出音、内部互通电话(interphone)和电话的呼叫铃声等使用者生活所需的声音信息之外，还包括生活噪声和环境噪声等妨碍使用者认知所需声音信息的各种妨碍音。因此，助听器中，采取了以放大电平小的声音、不放大电平大的声音这样的非线性放大处理为基础，组合放大与衰减，使得使用者容易听到声音的各种措施。

尤其是近年来，提供了将由麦克风取入的音响信号转换为数字信号，并通过数字信号处理进行助听处理的数字助听器。例如，提供了将所取入的信号分割在多个频带，高速处理每个频带的希望信号/妨碍信号(例如，声音/非声音)的判断，而进行仅提取希望信号(例如声音信号)的高度杂音抑制处理的助听器。另外，还提供了装载有使用向助听器的前后两个位置上设置的麦克风输入的时间差，而仅提取从前方到来的音响信号的指向性收音等功能的助听器。进一步，还提供了在助听器内部具有存储区域，保持多个助听处理算法，根据助听器使用者的周围环境来自动或由使用者手动切换助听处理这种类型的助听器。

现有技术中提供了多个根据使用者的周围环境切换助听处理的概念。例如，图1所示结构的助听器对输入音响信号使用HMM(隐马尔可夫模型、Hidden Markov Model)来分析周围环境，并将周围环境识别、分类为预先定义的场景而切换到对应的助听处理算法(例如，参考专利文献1)。图2所示结构的助听器分析周围噪声的稳定度，而切换指向性处理与利用了谱减法的杂音抑制处理，或使两者同时动作，而根据周围噪声的内容来改善声音的清晰度(例如，参考专利文献2)。

图1所示的现有技术的助听器1001是由助听处理部1003助听处理通过麦克风1002取入的音响信号，并从受话器1004输出的类型的助听器。助听器1001通过信号分析部1005从音响信号提取音响的特征，而通过信号识别部1006识别瞬间音响环境状况。助听处理部1003根据信号识别部1006识别出的音响环境状况来切换助听处理算法。信号识别部1006中的瞬间音响环境状况的识别通过由信号分析部1005提取的声音的强弱、频谱形态、谐波构造等这样的听觉基础特征组合来进行，作为识别算法，使用HMM。这里，HMM是通过声音识别等中广泛使用的统计方法，根据过去的状态变迁和各状态中的出现概率分布，来推测对未知输入的输出状态的概率模型。为了适用HMM，需要用于适当初始化参数，以便不陷入局部最优解的训练装置1007。

图2所示的现有技术的助听器2001是由助听处理部2003助听处理由多个麦克风2002a、2002b取入的音响信号，并从受话器2004输出的类型的助听器。助听器2001由信号分析部2005对由麦克风2002a、2002b取入的音响信号计算出输入音响信号的信号电平和稳定度。助听处理部2003根据由信号分析部2005算出的输入音响信号的稳定度，切换指向性处理和利用了谱减法的杂音抑制处理，或者使该两者同时动作。另外，根据由信号分析部2005算出的输入音响信号电平来切换非线性处理的输入输出特性表。由此，可以在去除输入音响信号中含有的杂音成分后，仅对声音成分进行助听处理。这里谱减法是从输入信号减去频域中推测出的杂音成分的方法，是对风扇噪声和背景噪声这种稳定的杂音的去除能力好的杂音抑制方法。

现有技术文献之专利文献：

专利文献1：日本特表2004-500592号公报

专利文献2：日本专利第3894875号公报

发明概要之所要解决的课题：

但是，上述现有技术的助听器存在为了提取周围杂音的特征和变动并切换助听处理算法，而偶尔选择了与待求出的处理或应进行的处理不同的处理的问题。尤其在噪声和杂音多、噪声种类多的大街中，即使在相同的周围音响环境下，根据助听器的使用场景求出的助听处理也不同，所以并不能说都同样地切换助听处理算法就可以。例如，若周围噪音多，而在大街上步行过程中进行指向性处理，则使用者不会注意到来自周围的危险接近，而难以避免危险。但是，现有的助听器中，由于周围音响环境嘈杂，一般都切换到进行指向性处理和杂音抑制处理的助听处理。

即，在自动切换助听处理时，不仅识别助听器使用者的周围环境，而且假定了使用场景的识别也很重要。若举出助听器的使用场景中的代表性场景，假定有会话场景、电视和收音机的视听场景、散步(外出)场景等。

会话场景是听力障碍者利用助听器的最主要目的，通过检测输入音响信号中含有的声音成分来判断会话场景，并仅对声音信号进行助听处理，这作为助听器的主要功能在现有技术中广泛地得到了解决。另外，还提供了对于电视和收音机的视听场景，也能够通过输入音响信号的特征分析较为容易地检测出电视和收音机的输出音，并根据该检测，仅助听处理电视和收音机的输出音的助听器。进一步，近年来还提供了通过遥控器等的外部设备来直接连接助听器和电视终端的系统，使用者可更容易听到电视的输出音。

另一方面，至今几乎没有对外出时等的散步场景进行研究。外出场景与家中的会话场景和视听场景相比，噪声和杂音多，噪声的种类也多样。因此，在现有的助听器中，切换到通过杂音抑制处理去除会话声音以外的杂音成分，或通过指向性处理仅提取特定的、例如从前方来的音响信号的助听处理。但是，在外出场景中，在不在会话而是在大街上步行的情况下，若通过杂音抑制处理和指向性处理，去除表示危险的通知音等从后面接近的车辆的噪声等，则会使使用者处于非常危险的状态。因此，在外出场景中，需要可判断使用者在进行会话还是在步行，并进行根据使用场景的适当的助听处理的系统。

作为外出时的使用场景之一，考虑通过检测使用者的步行，而可判断外出场景中散步(步行)的场景。为了检测这种使用者的散步、步行状态，一般进行使用了振动和加速度传感器的步行检测。但是，在耳朵中装戴的助听器中搭载这些传感器的情况下，有头和颈部动等时的误判别和因传感器装载造成的助听器的大型化、高成本等的问题。可以使用附属于助听器的遥控器和助听器主体的开关，在步行时由使用者手动切换，但是因(1)步行场景是日常的、且频繁产生的，(2)由于最好让使用者不会意识到使用助听器这样的理由，所以最好进行自动切换。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的助听器所要解决的技术问题是提供一种检测使用者的步行状态，并对应于移动状态和周围环境，来自动切换助听处理的自适应型助听器。

发明概要之用于解决课题的方式：

为了解决上述现有技术的问题，本发明的助听器具有：接收外部的音响信号的收音部、针对接收到的音响信号切换多个算法而进行助听处理的助听处理部、以及输出经助听处理后的音响信号的输出部，并且具有：风杂音检测部，检测接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音；以及时间变动检测部，检测检测到的风杂音的时间性变动，助听处理部根据检测到的风杂音的时间性变动，来切换针对接收到的音响信号的助听处理的算法。

根据该结构，本发明的助听器可以根据受到助听器使用者的步行状态影响的风杂音检测出使用者的步行状态，而可以在自动切换到适合于使用者的状态的助听处理。

本发明的助听器的时间变动检测部可以构成为时间变动检测部具有：脉冲检测部，检测风杂音的脉冲性变动，作为风杂音的变动；以及重复检测部，检测检测到的脉冲性变动有无时间性重复。

根据该结构，本发明的助听器可以检测风杂音是否与使用者的步行同步产生，并可检测出使用者的步行状态。

本发明的助听器的收音部可以构成为收音部具有第1麦克风和第2麦克风，风杂音检测部具有系数可变滤波器部，该系数可变滤波器部将第1麦克风接收到的音响信号作为主信号，将第2麦克风接收到的音响信号作为参照信号，以使与参照信号之间的差分最小的方式更新滤波器系数，风杂音检测部检测误差信号，作为风杂音，误差信号是推测信号与参照信号之间的差分。

根据该结构，本发明的助听器可以更准确地检测出接收到的音响信号中含有的风杂音，并可基于此，来准确检测到使用者的步行状态。

本发明的助听器的收音部可以构成为具有第1麦克风和第2麦克风，风杂音检测部具有系数可变滤波器部，该系数可变滤波器部将第1麦克风接收到的音响信号作为主信号，将第2麦克风接收到的音响信号作为参照信号，以使经滤波处理主信号而得到的推测信号与参照信号之间的差分最小的方式更新滤波器系数，风杂音检测部检测系数可变滤波器部的滤波器系数，作为风杂音。

根据该结构，本发明的助听器可以更准确地检测出接收到的音响信号中含有的风杂音的产生状态，并可基于此，来更准确检测出使用者的步行状态。

进一步，本发明的助听器的脉冲检测部可以构成为具有：变动成分提取部，提取滤波器系数的变动成分；以及增益控制部，根据提取出的变动成分的平滑化电平，控制变动成分的增益，脉冲检测部根据经增益控制后的变动成分电平，检测滤波器系数的脉冲性变动。

根据该结构，本发明的助听器可以更准确地检测出接收到的音响信号中含有的风杂音产生的变化区间，并基于此来更准确地检测出使用者的步行状态。

进一步，本发明的助听器的增益控制部构成为根据变动成分的平滑化电平超过预先设定的阈值的时间长度，控制变动成分的增益。

根据该结构，本发明的助听器可以对应于根据使用者的步行速度变化的风杂音，并且即使使用者的步行速度变化也可检测到使用者的步行状态。

本发明的助听器可以构成为还具有：指向性合成部，使用第1麦克风接收到的音响信号和第2麦克风接收到的音响信号，生成对第1方向具有指向灵敏度的指向性信号、和不对特定方向具有指向灵敏度的无指向性信号；以及指向性控制部，能够将指向性合成部的输出切换为指向性信号或无指向性信号，指向性控制部以如下方式进行切换：在重复检测部没有检测到脉冲性变动的时间性重复的情况下输出指向性信号；而在检测到脉冲性变动的时间性重复的情况下输出无指向性信号。

根据该结构，本发明的助听器可以根据使用者的步行状态自动改变周围音的听取方式。

本发明的助听器可以构成为助听器装戴在使用者的一个耳朵上，并且还具有收发部，该收发部将由时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动发送到装戴于使用者的另一个耳朵上的其他助听器，并接收在其他助听器中检测到的风杂音的时间性变动；助听处理部根据由时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动和由收发部接收到的风杂音的时间性变动，切换针对接收到的音响信号的助听算法。

根据该结构，本发明的助听器可以在装载在两耳的助听器间共享风杂音的检测状态，可以更准确地检测使用者的步行状态。该助听器可以是通过根据两耳的助听器中的风杂音的检测结果来切换助听处理，从而更适用于使用者的状态的助听处理。

本发明的助听系统，具有一对上述助听器，并且，助听器还具有收发部，该收发部将由时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动发送到其他助听器，并接收在其他助听器中检测到的风杂音的时间性变动；助听处理部根据由时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动和由收发部接收到的风杂音的时间性变动，切换针对接收到的音响信号的助听算法。

根据该结构，本发明的助听系统可以在两耳上装载的助听器间共享风杂音的检测状态，可以更准确地检测使用者的步行状态。

本发明的步行检测方法具有：收音步骤，接收外部的音响信号；风杂音检测步骤，检测接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音；时间变动检测步骤，检测检测到的风杂音的时间性变动；以及判定步骤，在检测到的风杂音的时间性变动是存在重复的脉冲性变动的情况下，判定为是步行状态。

根据该结构，本发明的步行检测方法可检测出步行状态。

本发明不仅可以作为装置来实现，还作为以构成该装置的处理手段为步骤的方法来实现，作为使计算机执行这些步骤的程序来实现，作为计算机可读取地记录了该程序的CD-ROM等的记录媒体来实现，或作为表示该程序的信息、数据或信号来实现。这些程序、信息、数据和信号可经互联网等的通信网来配送。

发明的效果：

根据本发明，可以提供一种能够简单地检测助听器使用者的步行状态，并且自动切换到适合于作为助听器的代表性使用场景的步行场景的助听处理的自适应型助听器。

附图说明

图1是表示文献1所示的现有技术的助听器的结构框图；

图2是表示文献2所示的现有技术的助听器的结构框图；

图3是表示本发明的实施方式1～4中的助听器的基本结构框图；

图4是表示本发明的实施方式1的助听器的详细结构框图；

图5是表示图4所示的风杂音检测部的输出和边缘检测部的输出的关系图；

图6是表示本发明的实施方式2的助听器的详细结构框图；

图7是表示本发明的实施方式3的助听器的详细结构框图；

图8是表示本发明的实施方式4的助听器的详细结构框图；

图9是表示本发明的实施方式1和2的步行检测方法的流程图；

图10是表示组合本发明的实施方式的情况下的助听器的详细结构的一例的框图；

图11是表示发明的图10所示的助听器的步行检测中的各处理部的输出信号(实验数据)的图。

具体实施方式

以下，参考附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

使用图3和图5，来说明本实施方式的助听器1的结构和动作。

本实施方式的助听器1具有麦克风2、助听处理部3、受话器4、风杂音检测部5和步行检测部6。进一步，步行检测部6包括脉冲检测部61和重复检测部62。

麦克风2将外部产生的音响信号取入助听器1。

助听处理部3对由麦克风2取入的音响信号，根据使用者的听力电平等进行放大、衰减等的助听处理，并将助听处理后的音响信号输出到受话器4。

受话器4将助听处理后的音响信号再次输出到外部，让使用者听取。

风杂音检测部5检测由麦克风2取入的音响信号的收音时所混入的风杂音的电平，并作为风杂音产生信号输出到步行检测部6。

步行检测部6的脉冲检测部61提取风杂音产生信号的脉冲性变动，并将该脉冲性变动的信息输出到重复检测部62。

步行检测部6的重复检测部62通过检测风杂音产生信号的脉冲性变动的时间性重复，检测使用者的步行状态，并作为步行检测信号输出到助听处理部3。

助听处理部3根据由步行检测部6检测到的步行状态切换助听处理算法。

风杂音作为杂音大到不舒适的电平的场景，除了实际上位于刮风的屋外的情形之外，多数可能是自行车驶过的情形、位于空调机附近的情形、通道等中卷入风的情形等。另外，即使风杂音没有达到不舒适的电平，人通常步行也会产生风杂音。该风杂音即使电平低也同步于人的步行地瞬间、而且周期性产生(参考图5(a))。重复产生这种瞬间的风杂音在使用者进行日常生活时，在步行之外的情形下产生的可能性极低。在使用者处于静止状态，没有刮风的情况下不产生风杂音(参考图5(b))，在刮风的情况下，产生以某种程度持续的风杂音(图参考5(c))。另外，在门的开关等瞬间产生了风的情况下，虽然产生瞬间的风杂音，但是不重复产生(参考图5(d))。这样，通过由步行检测部6检测出瞬间的风杂音重复产生的状态，而可检测出人的步行状态。

接着，使用图4和图9，来详细说明风杂音检测部5和步行检测部6的结构和动作。

风杂音检测部5具有低通滤波器(LPF)51和比较器52。

步行检测部6的脉冲检测部61具有边缘检测部611，重复检测部62具有计数器621和比较器622。

在由麦克风2取入的音响信号中含有风杂音的情况下，与仅含有声音成分的情形相比，输入音响信号的频率成分集中于低频带。利用该特征，将由麦克风2取入的音响信号输入到低通滤波器51，而提取低频带频率成分。由于实验中发现风杂音的成分大多产生在1kHz以下，所以低通滤波器的截止频率(cut-off frequency)可以在1kHz前后。当然，为更显著提取风杂音的特征量，更低或更高的截止频率也可期待同样的效果。另外，也可代替低通滤波器，在去除DC成分的基础上，使用提取低频成分的带通滤波器。进一步，使用频率分析器(FFT)而仅提取低频的频率成分的结构也可得到同样的效果。并且，通过比较器52将所提取的低频带频率成分的电平与规定的阈值(Th1)相比较，在低频带频率成分电平为阈值以上的情况下判断为产生了风杂音，在未达到阈值的情况下判断为没有产生风杂音。另外，该规定阈值(Th1)可以一边产生各种电平和持续时间的风，一边实验性地决定容易检测到风杂音产生的值。具体来说，标准的人步行速度是4km/h左右、即、1m/s左右，与自然地吹拂的风的程度大致一致，所以，规定阈值(Th1)为可检测到1m/s左右的风杂音的产生的值即可。另外，该规定阈值(Th1)可以一定，也可在风杂音的产生持续一定时间以上的情况下变化而成为可变的值。

由此，风杂音检测部5检测风杂音的产生(步骤S902)，并作为风杂音产生信号输出到步行检测部6。这里风杂音产生信号是将图5所示这种没有检测到风杂音的时间区间设作Low、检测到风杂音的时间区间设作High的这种标志信号。

步行检测部6的脉冲检测部61的边缘检测部611检测出风杂音产生信号的从Low向High的变化、或从High向Low的变化、或该双方的变化。由此，检测出风杂音产生的切换，并将与该切换的定时有关的信息输出到重复检测部62(步骤S903)。重复检测部62由计数器621计数规定时间内的风杂音产生的切换。然后，由比较器622将计数得出的风杂音产生的切换次数与规定的阈值(Th2)相比较(步骤S904)，在风杂音产生的切换次数为阈值以上的情况下，判断为是步行状态(步骤S905)，在未达到阈值的情况下判断为不是步行状态(步骤S907)。在规定时间内的风杂音产生的切换次数多的情况下，即意味着，风杂音产生的切换频率高，一次风杂音产生时间短。即，在这种情况下，判断为重复产生瞬间的风杂音(参考图5(a))，而可判断为步行状态。相反，在切换次数少的情况下，相当于(1)没有产生风杂音(参考图5(b))、(2)一次风杂音产生时间长(参考图5(c))、(3)一次风杂音产生时间短，但没有重复产生(参考图5(d))的其中之一，而可判断为不是步行状态。由此，可以通过由步行检测部6检测出风杂音产生信号的脉冲性变动的时间性重复，而检测出使用者的步行状态。另外，该规定阈值(Th2)也可以实验地决定为如下的值，即，能够将通常的风杂音和步行状态下的风杂音相区别的值。具体来说，根据没有特殊目的地缓慢行走时的步速是每分100-110步左右的观点来看，规定阈值(Th2)是基于该步数的值即可。该规定阈值(Th2)可以一定，也可以根据周围环境的状况变化等而为可变的值。

由此，步行检测部6检测出使用者的步行状态，并作为步行检测信号输出到助听处理部3。这里，步行检测信号是将没有检测到使用者的步行状态的时间区间作为Low、将检测到步行状态的时间区间作为High的这种标志信号。

助听处理部3根据步行检测信号，进行助听处理算法的切换。在没有检测到步行状态的情况下，执行对应于通常的周围音响环境的助听处理算法的切换，在检测到步行状态的情况下，在与通常的助听处理算法切换不同的步行模式下执行助听处理。

这里，为了简便，将通常的助听处理算法的切换处理说明为如下这种处理。通常的切换处理将输入音响信号电平与规定阈值相比，在信号电平未达到阈值的情况下，例如判断为处于屋内等安静的环境下，不进行杂音抑制处理而直接对输入音响信号进行助听处理。另一方面，在阈值以上的情况下，例如判断为处于屋外等嘈杂的环境，进行杂音抑制处理，并仅助听处理输入音响信号中含有的声音成分。

助听处理部3在步行检测信号表示不是步行状态的情况下，切换为对应于输入音响信号电平的助听处理算法，在信号电平为规定阈值以上的情况下进行杂音抑制处理，在未达到阈值的情况下不进行杂音抑制处理(S908)。另一方面，在步行检测信号表示为是步行状态的情况下，不进行现有技术那样对应于输入音响信号电平的助听处理算法的切换，例如，即使在信号电平为规定阈值以上的情况下，不进行杂音抑制处理，而代替地抑制助听处理的放大量(S906)。由此，在没有检测到步行状态的情况下，进行对应于输入音响信号电平的助听处理算法的切换。例如，在嘈杂的环境下去除音响信号中含有的杂音成分，而减轻嘈杂的不舒适状态。同时，在检测到步行状态的情况下，即使在嘈杂的环境下也不进行杂音抑制处理，而进行不从输入音响信号中去除声音成分之外的信号的助听处理，在声音信号之外存在危险音的情况下，使用者也可听到危险音。

如上所述，可以通过从周围的音响信号中含有的风杂音检测出是否是步行状态，并对应于步行状态来切换助听处理算法，从而提供使用者追求的更加舒适的助听处理。

最近的助听器中搭载了记录使用者的使用状态、并在之后的使用时和装配时用来辅助信息的功能。例如，是记录使用者的音量操作信息，并作为下次使用时的初始音量来设置的功能。通过利用本功能，记录使用者的步行状态，从而可以推测使用者的使用场景。即，在记录较多步行状态的情况下，推测为使用者的步行频率和外出频率高，通过重新调整阈值等，例如使得更容易检测到步行状态，从而进行与使用者的使用场景更匹配的助听处理。或者，也可在步行状态的频率对应于时段而不同的情况下，切换为如下阈值，该阈值为使得仅在更多地检测到步行状态的时段中更容易检测到步行状态的值。

上面对助听器进行了说明，但是在其他音响设备中也可同样构成。例如，使用便携用音乐播放器、尤其是装载有杂音去除功能的音乐播放器、或头戴式受话器(headphone)和耳机(earphone)的麦克(mike)(这种麦克可以是已有产品，也可以是新追加的产品)，同样检测出风杂音，并检测出步行状态。并且，可以在没有检测到步行状态的情况下，从耳机仅输出再生音乐信号，并在检测到步行状态的情况下，进行将周围音混合到不妨碍音乐视听的程度而从耳机输出的这种处理。

(实施方式2)

使用图6和图9，来说明本实施方式的助听器1的结构和动作。

本实施方式的助听器1中，麦克风2由麦克风2a、2b构成。下面，省略与实施方式1的助听器1相同结构的说明，而详细说明本实施方式的风杂音检测部5和步行检测部6的脉冲检测部61。

本实施方式的风杂音检测部5由将由麦克风2a、2b取入的一方的音响信号作为主信号，将另一方的作为参照信号的自适应滤波器构成。具体来说，包括系数可变滤波器53、减法器54和系数更新部55。

步行检测部6的脉冲检测部61包括电平检测部612、比较器613和脉冲判断部614。

首先，说明风杂音检测部5的自适应滤波器。实施方式1的风杂音检测部5中，在由麦克风2取入的音响信号中包含风杂音的情况下，利用输入音响信号的频率成分集中在低频带的特征而检测到风杂音的产生。除该特征之外，作为风杂音的特征例如可举出如下特征，即，由于风杂音由在麦克风入口附近产生的乱气流引起，所以在接收由多个麦克风取入的音响信号时混入的风杂音是无相关性地产生的特征。利用该特征，根据将麦克风2a、2b所取入的音响信号分别作为参照信号、主信号的自适应滤波器的收敛和发散程度来检测风杂音的产生。

系数可变滤波器53将由麦克风2b取入的音响信号即主信号作为输入，并利用来自系数更新部55的滤波器系数来进行滤波处理，由此输出推测信号。减法器54计算推测信号与由麦克风2a取入的参照信号之间的差分，而作为误差信号输出。以使得由减法器54算出的误差信号为最小的方式，系数更新部55自适应地更新系数可变滤波器53的滤波器系数。

在由麦克风2a、2b取入的音响信号仅包含声音成分的情况下，2个输入音响信号是仅仅具有对应于麦克风间距离的延迟的大致相同的信号。因此，将由麦克风2b取入的音响信号作为主信号、将由麦克风2a取入的音响信号作为参照信号的自适应滤波器收敛，误差信号接近于零。相反，在由麦克风2a、2b取入的音响信号中包含风杂音的情况下，由于两个输入音响信号彼此不相关，所以自适应滤波器不收敛而发散，误差信号变大。

由此，风杂音检测部5检测风杂音的产生，并将误差信号作为风杂音产生信号输出到步行检测部6(步骤S902)。这里，风杂音产生信号是与风杂音的产生量对应的连续量，且在没有产生风杂音的情况下接近于零，是风杂音越大，电平越大的信号。

步行检测部6的脉冲检测部61的电平检测部612检测风杂音产生信号的电平。电平检测部612的最简单结构是取风杂音产生信号的绝对值的结构，也可根据需要包含平滑化处理。比较器613将所检测到的风杂音产生电平与规定的阈值(Th3)相比较。

脉冲判断部614将风杂音产生电平超过规定阈值(Th3)的时间的跨度与规定的时间跨度(Th4)相比较，并在规定时间跨度以内的情况下，判断为风杂音的产生具有脉冲性。该规定阈值(Th3)和规定时间跨度(Th4)也可以实验性地决定为如下的值，即，容易检测到步行状态的风杂音的值。例如，规定阈值(Th3)可以是可根据标准的人步行的速度以及自然吹拂过的风的风速检测出1m/s左右的风杂音的值，并且，根据缓慢步行时的步速是每分100-110步左右的观点，规定时间跨度(Th4)可以是作为每1、2步左右所需要时间即1秒左右。该规定阈值(Th3)和规定时间跨度(Th4)可以是一定的值，也可以是对应于由电平检测部612检测到的风杂音产生电平变化等的可变的值。例如，在步行速度快的情况下，风杂音的产生电平大，由于步行速度快，所以风杂音产生的脉冲宽度短。相反，在步行速度慢的情况下，风杂音产生电平小，脉冲宽度长。因此，在风杂音产生电平超过第一阈值(Th31)的情况下，即，快速步行的情况下选择第一时间跨度(Th41)。在风杂音产生电平为第一阈值(Th31)以下，且超过比第一阈值(Th31)小的第二阈值(Th32)的情况下，即，所谓的缓慢步行的情况下，选择比第一时间跨度(Th41)大的第二时间跨度(Th42)。由此，可以与步行速度的快慢无关地检测风杂音产生的脉冲性，并检测出步行状态。另外，该规定阈值(Th3)和规定时间幅(Th4)并不限于第一和第二这两个的组合，还可以是设置了3个以上的阈值的组合。

由此，脉冲检测部61检测出风杂音产生信号的脉冲性变动(步骤S903)，并将该风杂音产生信号的脉冲性变动的检测结果输出到重复检测部62。

重复检测部62将规定时间内的风杂音产生的脉冲性变动检测次数与规定的次数(Th2)相比较，在规定次数以上的情况下，作为重复产生脉冲性的风杂音而判断为是步行状态。该规定次数(Th2)也可以是对应于步行速度变化等的可变的值。在步行速度快的情况下，脉冲性的风杂音的重复频率高，相反，在步行速度慢的情况下，重复频率低。由此，例如可以在所述风杂音产生电平超过了第一阈值(Th31)的情况下，选择第一次数(Th21)，在风杂音产生电平为第一阈值(Th31)以下，且超过了比第一阈值(Th31)小的第二阈值(Th32)的情况下，选择比第一次数(Th21)小的第二次数(Th22)。由此，可以与步行速度的快慢无关地检测脉冲性风杂音产生的重复，并检测出步行状态。该步行状态的检测可以对应于脉冲性的风杂音产生的重复频率来检测步行速度。例如，可以在规定时间内的风杂音产生的脉冲性变动检测次数为第一次数(Th21)以上的情况下判断为快速步行，在脉冲性变动检测次数未达到第一次数(Th21)，且为比第一次数(Th21)小的第二次数(Th22)以上的情况下，判断为缓慢步行。规定次数(Th2)并不限于第一和第二这两个的组合，当然也可通过为设置有3个以上的阈值的组合，以3个以上的阶段检测步行速度。由此，通过检测风杂音产生信号的脉冲性变动的时间性重复(步骤S904)，来检测使用者的步行状态(步骤S905、S907)。

由此，步行检测部6检测使用者的步行状态，并作为步行检测信号输出到助听处理部3。

助听处理部3的对应于步行检测信号的助听处理可以与实施方式1同样进行，也可利用麦克风2具有麦克风2a、2b的情形而为如下形式。

助听处理部3具有生成对某个特定的方向、例如助听器的使用者的前向方向具有指向灵敏度的指向性信号与不对特定的方向具有指向灵敏度的无指向性信号的指向性合成部31、以及将指向性合成部31的输出切换为指向性信号或无指向性信号的指向性控制部32，所述助听处理部3进行放大由指向性控制部32切换了输出的指向性合成部31的输出信号的处理等。图6中为了简便，记载为对每个频带放大量可变的放大器33。

在没有检测到步行状态的情况下，进行通常的切换处理。通常的切换处理将输入音响信号电平与规定阈值相比较，在信号电平未达到阈值的情况下，判断为例如处于屋内等安静的环境而将指向性合成部31的输出切换到无指向性信号并进行助听处理。即，对从全方位到来的音响信号进行放大等助听处理。另一方面，在为阈值以上的情况下，判断为例如处于屋外等嘈杂的环境而将指向性合成部31的输出切换为指向性信号并进行助听处理。即，对从某个特定的方向、例如助听器使用者的前方到来的音响信号进行放大等助听处理(S908)。

在检测到步行状态的情况下，在信号电平为阈值以上的情况下，仍将指向性合成部31的输出设作无指向性信号，并抑制放大器33的放大量(S906)。

由此，使用自适应滤波器的误差信号来检测是否为步行状态，并根据步行状态来切换助听模式，从而可以更准确地检测到使用者的步行状态，可以提供使用者希望的更加舒适的助听处理。

上面对助听器进行了说明，但是在其他音响设备中也可同样构成。

(实施方式3)

接着，使用图7和图9，来说明本发明的实施方式3的助听器1的结构和动作。下面，省略与实施方式1和2的助听器1结构相同的说明，而详细说明本实施方式的风杂音检测部5、和步行检测部6的脉冲检测部61。

本实施方式的风杂音检测部5与实施方式2同样，由具有系数可变滤波器53、减法器54和系数更新部55的自适应滤波器构成，但是与实施方式2不同，是输出系数可变滤波器53的滤波器系数。

步行检测部6的脉冲检测部61包括变动成分提取部615、电平检测部612、比较器617、增益限制器618、比较器613和脉冲判断部614。

风杂音检测部5不将自适应滤波器的误差信号，而将系数可变滤波器53的滤波器系数作为风杂音产生信号输出(步骤S902)。实施方式2中如前所述，在由麦克风2a、2b取入的音响信号仅包含声音信号的情况下，2个输入音响信号是仅仅具有与麦克风间距离对应的延迟的大致相同的信号。因此，以由麦克风2b取入的音响信号作为主信号、以由麦克风2a取入的音响信号作为参照信号的自适应滤波器收敛，滤波器系数收敛于某个特定值。相反，在由麦克风2a、2b取入的音响信号包含风杂音的情况下，由于2个输入音响信号彼此不相关，所以自适应滤波器不收敛而发散，滤波器系数也发散。这里，风杂音产生信号是与风杂音的产生量对应的连续量，在没有产生风杂音的情况下收敛于某个特定的值，而风杂音越大，越发散，并且变动量越大。通过使用该滤波器系数，可以更准确地检测到风杂音的产生状态。

脉冲检测部61根据其高频成分电平检测出风杂音产生信号的脉冲性的变动(步骤S903)。在产生了风杂音的情况下，由于构成风杂音检测部5的自适应滤波器的滤波器系数发散，风杂音产生信号的变动量变大，所以其高频成分电平增大。因此，将来自风杂音检测部5的风杂音产生信号输入到由高通滤波器等构成的变动成分提取部615，而提取高频成分。电平检测部612取所提取的高频成分信号的绝对值等而算出高频成分电平信号，平滑化电平计算部616平滑化处理该高频成分电平信号。通过比较器617将平滑化后的高频成分电平信号与规定的阈值(Th5)相比较，在平滑化后的高频成分电平信号为阈值以上的情况下，通过增益限制器618来增益控制高频成分电平信号。

这里，在对脉冲检测部的输入是通常风的风杂音产生信号的情况下，由于风杂音持续产生，所以由平滑化电平计算部算出的平滑化高频成分电平超过规定阈值(Th5)，且接近由电平检测部算出的高频成分电平，所以由增益限制器增益控制高频成分电平信号，且大幅衰减后输出。

与此相对，在对脉冲检测部的输入是步行中的风杂音产生信号的情况下，由于风杂音瞬间产生，所以高频成分电平的升高也是瞬间性的，由平滑化电平计算部算出的平滑化高频成分电平几乎不变化。因此，不由增益限制器增益控制高频成分电平信号而原样直接输出。

由此，通过对应于平滑化后的高频成分电平信号的电平来增益控制风杂音产生信号的高频成分电平，风杂音产生信号的脉冲性变动可以不受增益控制的影响，而使脉冲性信号原样直接通过增益限制器618。在风杂音产生信号不持续变动的情况下，通过增益控制由增益限制器618加以衰减。

比较器613将增益限制器618的输出与规定的阈值(Th3)相比较，脉冲判断部614计数增益限制器618的输出超过阈值(Th3)的时间区间的时间长度，并将该时间区间的时间长度与规定的阈值(Th4)相比较。在由增益限制器618进行了增益控制后的风杂音产生信号的高频成分电平信号超过规定阈值(Th3)的时间区间的时间长度为规定阈值(Th4)以内的情况下，判断为风杂音产生信号有脉冲性变动。另外，用于决定高频成分电平信号的增益控制开始电平的规定阈值(Th5)可以实验性地决定为容易检测出脉冲性变动的值。这里，例如，设阈值(Th5)为比阈值(Th3)稍小的值。规定阈值(Th5)可以是一定的值，也可以是对应于所提取的高频成分电平变动等可变的值。由此，通过对应于滤波器系数的变动量来改变规定阈值(Th5)，从而能够追踪对应于步行速度变化的风杂音产生量，而与实施方式2同样，可以进行更高精度的步行状态检测。

本实施方式中为了提取风杂音产生信号的变动成分，而说明了变动成分提取部615使用高通滤波器的结构，但是为了去除明确是由强风引起的风杂音产生的极度变动成分，还可以使用去除乃奎斯特成分附近的带通滤波器。

与实施方式2所示的仅仅检测超过规定的阈值的风杂音产生信号的时间跨度相比，如本结构这样，通过从风杂音产生信号的高频成分电平的大小提取风杂音产生信号的变动量大的时间区间，能够进行更高精度的脉冲检测。

由此，步行检测部6检测使用者的步行状态，并作为步行检测信号输出到助听处理部3。

助听处理部3的对应于步行检测信号的助听处理如实施方式1～2所说明这样来进行。由此，通过使用自适应滤波器的滤波器系数的变动来检测是否为步行状态，并根据步行状态来切换助听模式，从而可以提供使用者希望的更加舒适的助听处理。

上面对助听器进行了说明，但是在其他的音响设备、例如，便携用音乐播放器和带有杂音消除功能的头戴式受话器和耳机等中也可同样构成。

(实施方式4)

接着，使用图8，来说明本发明的实施方式4的助听器1a、1b的结构和动作。

本实施方式的助听器1a、1b包括收发部7。以下，省略与实施方式1～3的助听器1相同结构的说明，而详细说明收发部7。

助听器1a的收发部7与该助听器1a之外的助听器1b之间，进行在步行检测部6中检测到的步行检测信号的收发。助听器1a、1b各自的收发部7经与助听器1a、1b相连的无线或有线，来收发步行检测部6中检测到的步行检测信号并共享。

通常，步行时产生的风杂音中来自正面的逆风音是主要原因，所以应当由使用者两耳上装戴的助听器1a、1b两者同时检测步行状态。由收发部7共享两个助听器之间的步行检测信号，并仅在由两个助听器检测到步行状态的情况下，判断为是步行状态。在仅由其中一个助听器检测到步行状态，另一个没有检测到的情况下，将检测到的一方的步行检测信号设作无效(＝Low)。由此，可以抑制步行检测的误检测，而进行高精度的步行检测。进一步，通过对应于步行检测的结果而受控制的助听处理在两耳间相同，而可以消除使用者的不适感。即，在仅由助听器1a、1b的其中一个助听器检测到步行状态，另一个没有检测到的情况下，将检测到的一方助听器的助听处理设作没有检测到的情况下的助听处理。

相反，也可以在助听器1a、1b的任意一个都检测到步行状态的情况下，在没有检测到步行状态的一方的助听器中也将步行检测信号切换为有效(＝High)。由此，可以对风杂音敏锐地反应。进一步，在该情况下，通过对应于步行检测中的结果而受控制的助听处理在两耳间相同而可消除使用者的不适感。即，在助听器1a、1b的任意一个检测到步行状态的情况下，将没有检测到步行状态的一方的助听器的助听处理设作检测到的情况下的助听处理。

此外，也可根据各助听器的步行检测信号，仅在检测到步行状态的助听器中判断为步行状态。

(实施方式的组合)

根据实施方式1～4说明了本发明，但是本发明并不限于实施方式1～4，组合实施方式1～4的结构后的方式也包含在本发明中。

即，可以将实施方式1的低通滤波器51的输出设为风杂音产生量，并向实施方式2或实施方式3的脉冲检测部61输入。也可将进行了阈值判别的实施方式2或实施方式3的自适应滤波器的输出的结果作为风杂音产生标志，而向实施方式1的边缘检测部611输入。可以将实施方式2的自适应滤波器的误差信号作为向实施方式3的变动成分提取部615的输入。除此之外的任意组合也包含在本发明中。即使是这种结构，通过如前所述，检测步行状态，并根据检测到的步行状态来切换助听模式，而可提供使用者希望的更加舒适的助听处理。

图10表示作为实施方式的组合的一例，将实施方式3中的系数可变滤波器53的滤波器系数输入到实施方式1的比较器52中并进行阈值判别后的结果，作为风杂音产生标志，输入到实施方式1的边缘检测部611的结构图。

图11表示图10的结构中的表示步行检测的实验数据。图11表示步行时和静止时刮通常风的情况下的风杂音检测部5和步行检测部6的输出数据和中间数据。

使用由麦克风2a、2b取入的音响信号(参考图11(a))，将由系数更新部55更新后的滤波器系数作为风杂音的产生量，以使得系数可变滤波器53的输出误差最小(参考图11(b))。比较器52将所提取的风杂音产生量的电平与规定阈值(Th1)相比较(参考图11(c))，而检测风杂音的产生(图11(d)参考)。由于在步行时和通常风的情况下，风杂音的产生量(图11(b))为相同程度但产生频率不同，所以在通常风的情况下持续检测到风杂音，另一方面在步行时断续检测到风杂音(图11(d))。结果，例如，若关注风杂音产生标志从Low向High的变化点(参考图11(e))，检测出步行时重复产生风杂音的情形，而可判断为是步行状态。

实施方式4的助听器1a、1b的收发部7之外的各结构可以是实施方式1～3的其中任一个结构，也可组合这些结构。另外，助听器1a和1b的收发部7之外的结构也可不同。

(其他变形例)

下面所示的实施方式也包含在本发明中。

(1)可以由1个系统LSI构成组成所述的各装置的构成要素的一部分或全部。系统LSI是在一个芯片上集成多个构成要素后加以制造的多功能LSI，具体来说，是包含微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。所述RAM中存储了计算机程序。所述微处理器根据所述计算机程序来动作，而使系统LSI实现其功能。

(2)可以由能够对所述各装置拆装的IC卡或单个模块来构成组成所述各装置的构成要素的一部分或全部。所述IC卡或所述模块是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。所述IC卡或所述模块也可包含(1)的超多功能LSI。通过微处理器根据计算机程序动作，所述IC卡或所述模块实现其功能。该IC卡或该模块具有抗篡改性。

(3)本发明可以是上述所示的方法。也可以是由计算机实现这些方法的计算机程序，也可以是由所述计算机程序构成的数字信号。

本发明可以是将所述计算机程序或所述数字信号记载在计算机可读取的记录媒体、例如，软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-rayDisc)、半导体存储器等中的产品。本发明也可以是在这些记录媒体上记录着的所述数字信号。

本发明可以经电气通信线路、无线或有线通信线路、以互联网为代表的网络、数据播放等传送所述计算机程序或所述数字信号。

本发明可以是具有微处理器和存储器的计算机系统，所述存储器存储有所述计算机程序，所述微处理器根据所述计算机程序动作。

也可以通过将所述计算机程序或所述数字信号记录在所述记录媒体上传送或经所述网络等传送，而由独立的其他计算机系统进行实施。

(4)也可分别组合所述实施方式、和所述变形例。

产业上的可用性：

本发明的助听器用于根据周围环境来自动切换助听处理的自适应助听技术。

符号的说明：

1、1a、1b、1001、2001助听器

2、2a、2b麦克风

3、1003、2003助听处理部

4受话器

5风杂音检测部

6步行检测部

7收发部

31指向性合成部

32指向性控制部

33放大器

51低通滤波器

52、613、617、622比较器

53系数可变滤波器

54减法器

55系数更新部

61脉冲检测部

62重复检测部

611边缘检测部

612电平检测部

614脉冲判定部

615变动成分提取部

616平滑化电平计算部

618增益限制器

621计数器

1002、2002a、2002b麦克风

1004、2004受话器

1005、2005信号分析部

1006信号识别部

1007训练装置

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改)一种助听器，具有：接收外部的音响信号的收音部、针对接收到的所述音响信号切换多个算法而进行助听处理的助听处理部、以及输出经助听处理后的所述音响信号的输出部，该助听器的特征在于，

具有：

风杂音检测部，检测所述接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音；以及

时间变动检测部，检测所述检测到的风杂音的时间性变动，

所述时间变动检测部具有：

脉冲检测部，检测所述风杂音的脉冲性变动，作为所述风杂音的变动；以及

重复检测部，检测所述检测到的脉冲性变动有无时间性重复，

所述助听处理部根据检测到的所述风杂音的时间性变动，来切换针对所述接收到的音响信号的助听处理的算法。

2.(删除)

3.(修改)根据权利要求1所述的助听器，其特征在于，

所述收音部具有第1麦克风和第2麦克风，

所述风杂音检测部具有系数可变滤波器部，该系数可变滤波器部将所述第1麦克风接收到的音响信号作为主信号，将所述第2麦克风接收到的音响信号作为参照信号，以使与所述参照信号之间的差分最小的方式更新滤波器系数，

所述风杂音检测部检测误差信号，作为风杂音，所述误差信号是所述推测信号与所述参照信号之间的差分。

4.(修改)根据权利要求1所述的助听器，其特征在于，

所述收音部具有第1麦克风和第2麦克风，

所述风杂音检测部具有系数可变滤波器部，该系数可变滤波器部将所述第1麦克风接收到的音响信号作为主信号，将所述第2麦克风接收到的音响信号作为参照信号，以使经滤波处理所述主信号而得到的推测信号与所述参照信号之间的差分最小的方式更新滤波器系数，

所述风杂音检测部检测所述系数可变滤波器部的所述滤波器系数，作为风杂音。

5.根据权利要求4所述的助听器，其特征在于，

所述脉冲检测部具有：

变动成分提取部，提取所述滤波器系数的变动成分；以及

增益控制部，根据所述提取出的变动成分的平滑化电平，控制所述变动成分的增益，

所述脉冲检测部根据经增益控制后的所述变动成分电平，检测所述滤波器系数的脉冲性变动。

6.根据权利要求5所述的助听器，其特征在于，

所述增益控制部根据所述变动成分的平滑化电平超过预先设定的阈值的时间长度，控制所述变动成分的增益。

7.根据权利要求3～6中任一项所述的助听器，其特征在于，

所述助听处理部具有：

指向性合成部，使用所述第1麦克风接收到的音响信号和所述第2麦克风接收到的音响信号，生成对第1方向具有指向灵敏度的指向性信号、和不对特定方向具有指向灵敏度的无指向性信号；以及

指向性控制部，能够将所述指向性合成部的输出切换为所述指向性信号或所述无指向性信号，

所述指向性控制部以如下方式进行切换：

在所述重复检测部没有检测到脉冲性变动的时间性重复的情况下输出所述指向性信号；

而在检测到所述脉冲性变动的时间性重复的情况下输出所述无指向性信号。

8.(修改)根据权利要求1、3～7中任一项所述的助听器，其特征在于，

所述助听器装戴在使用者的一个耳朵上，并且还具有收发部，该收发部将由所述时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动发送到装戴于使用者的另一个耳朵上的其他所述助听器，并接收在所述其他助听器中检测到的风杂音的时间性变动；

所述助听处理部根据由所述时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动和由所述收发部接收到的风杂音的时间性变动，切换针对所述接收到的音响信号的助听算法。

9.(修改)一种助听系统，具有一对权利要求1、3～7中任一项所述的所述助听器，其特征在于，

所述助听器还具有收发部，该收发部将由所述时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动发送到其他所述助听器，并接收在所述其他助听器中检测到的风杂音的时间性变动；

所述助听处理部根据由所述时间变动检测部检测到的风杂音的时间性变动和由所述收发部接收到的风杂音的时间性变动，切换针对所述接收到的音响信号的助听算法。

10.一种步行检测方法，其特征在于，

具有：

收音步骤，接收外部的音响信号；

风杂音检测步骤，检测所述接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音；

时间变动检测步骤，检测所述检测到的风杂音的时间性变动；以及

判定步骤，在检测到的所述风杂音的时间性变动是存在重复的脉冲性变动的情况下，判定为是步行状态。

11.(修改)一种助听器的助听方法，该助听器具有：接收外部的音响信号的收音部、针对接收到的所述音响信号切换多个算法而进行助听处理的助听处理部、以及输出经助听处理后的所述音响信号的输出部，该助听方法的特征在于，

风杂音检测部通过检测所述风杂音的脉冲性变动，作为所述风杂音的变动，并检测所述检测到的脉冲性变动有无时间性重复，从而检测所述接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音，

时间变动检测部检测所述检测到的风杂音的时间性变动，

所述助听处理部根据检测到的所述风杂音的时间性变动，切换针对所述接收到的所述音响信号的助听处理的算法。

12.(修改)一种安装在助听器上的集成电路，该助听器具有：接收外部的音响信号的收音部、针对接收到的所述音响信号切换多个算法并进行助听处理的助听处理部、以及输出经助听处理后的所述音响信号的输出部，该集成电路的特征在于，

具有：

风杂音检测部，检测所述接收到的音响信号的、接收时混入的风杂音；以及

时间变动检测部，对检测到的所述风杂音的时间性变动进行检测，

所述时间变动检测部具有：

脉冲检测部，检测所述风杂音的脉冲性变动，作为所述风杂音的变动；以及

重复检测部，检测所述检测到的脉冲性变动有无时间性重复，

所述助听处理部根据所述风杂音的时间性变动，切换针对所述接收到的所述音响信号的助听处理的算法。

13.(修改)一种程序，其特征在于，记录于能够由计算机读取的记录媒体上，使计算机作为权利要求1所述的助听器具有的各处理部起作用。