주파수 대역별 와우 소실영역과 보청기 증폭에 관한 연구

Title
주파수 대역별 와우 소실영역과 보청기 증폭에 관한 연구
Authors
박규석
Keywords
주파수대역별와우소실영역과보청기증폭에관한연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
감각신경성 난청의 원인 중 하나는 내이에 존재하는 와우(cochlea)의 기능적 이상 때문이다. 와우에서 내유모세포(inner hair cell, IHC)나 신경의 기능적 이상이 있는 곳을 와우 소실영역(cochlea dead region)이라고 한다. 보청기에서 와우 소실영역에 속하는 주파수 영역의 증폭은 효과가 미약한 것으로 알려져 있다. 본 논문의 목적은 크게 두 가지이다. 첫째 와우 소실영역의 위치에 따른 음성신호의 인지 능력 비교와, 둘째 와우 소실영역이 존재할 때 보청기의 효과적인 이득값을 알아보는 것이다. 이를 위해 청각필터를 설계하여 와우 소실영역의 위치와 이득값에 따른 평가를 하였다. 실험 조건은 다음과 같다. WRS(Word Recognition Score)검사와 선호도 조사를 위해 정상 청력 능력을 지닌 성인 남녀 8명을 대상으로 하였다. 베블 잡음(babble noise)과 백색 잡음(white noise)을 이용하여 신호 대 잡음비(SNR) 0dB의 조건으로 검사음과 혼합하였으며, 와우 소실영역의 영역을 세 가지로 분류하였다. 1100Hz이하의 주파수에서 청각 신호의 손실이 있을 경우 저주파수 대역 와우 소실영역, 1350Hz 이상 2700Hz 이하의 주파수 영역에서 청각 신호의 손실이 있는 경우 중간 주파수 대역 와우 소실영역으로 정하였으며, 3100Hz이상의 청각 신호를 인지하지 못하는 경우 고주파수 대역 와우 소실영역으로 하였다. 그리고 각 와우 소실영역에 따라 청각필터 증폭 이득을 다르게 하여 결과를 비교하였다. 각 증폭 이득은 30 dB, 14.5 dB, 11.5 dB, 6 dB이다. 본 논문의 실험을 시행한 결과는 다음과 같다. 첫째, 와우 소실영역의 위치에 따른 검사 결과는 각 영역별로 차이가 있었다. WRS 검사결과 저주파수 대역 와우 소실영역일 때 보다, 중간 주파수 대역 와우 소실영역이나 고주파수 대역 와우 소실영역일 때의 WRS점수가 약 23.3점, 23.8점 높았으며 선호도 평가에서도 피험자의 높은 선호도를 보였다. 그리고 PESQ(perceptual evaluation of speech quality)값에서도 약 1.338, 1.686 만큼 저주파수 대역 와우 소실영역의 결과가 낮게 나왔다. 둘째, 와우 소실영역에 대한 보청기 증폭 이득값의 차이를 비교해 보았을 때, 와우 소실영역이 저주파 대역에 있을 경우는 가장 작은 증폭 이득을, 중간 주파수 대역에 있을 경우는 14.5 dB의 증폭이득을, 그리고 고주파 대역에 존재할 경우 는 가장 높은 이득인 30 dB 증폭을 주었을 때 WRS값이 가장 높게 나왔다. 또한 선호도 조사에서도 같은 결과가 나왔다. 하지만 객관적인 평가인 PESQ 값을 비교해보면 저주파 대역 와우 손실영역에서 중간 이득 값이 조금 더 나은 결과를 보이지만, 중간 주파수 대역이나 고주파수 대역에서는 서로의 PESQ값이 큰 차이를 보이지 않아 WRS 결과값이 심리적 결과가 반영되었음을 알 수 있다.
Description
I. 서 론 1 II. 이론적 배경 3 2.1 귀의 구조와 기능 3 2.2 난청의 개념 및 유형 5 2.3 난청과 보청기 8 2.4 와우 소실영역과 보청기 피팅 10 Ⅲ. 와우 소실영역의 보청기 피팅 제안 13 3.1 기존의 와우 소실영역 관련 연구 13 3.2 제안하는 보청기 피팅 방법의 가설 14 3.3 주파수에 따른 와우 소실영역 분류 15 Ⅳ. 실험 구성 및 방법 18 4.1 실험 조건 18 4.2 실험 방법 20 4.3 주관적 평가 방법 20 4.4 객관적 평가 방법 31 V. 실험 결과 및 고찰 33 5.1 주관적 평가 결과 33 5.2 객관적 평가 결과 36 5.3 주관적 평가에 따른 고찰 38 5.4 객관적 평가에 따른 고찰 43 Ⅵ. 결 론 45 참고 문헌 47 그림 1. 청각기관의 구조 3 그림 2. 코르티 기관의 단면도 4 그림 3. 실생활에서 듣는 소리의 주파수와 강도 6 그림 4. 난청의 유형 7 그림 5. 와우의 주파수 선택 분포 10 그림 6. 와우의 단면도 11 그림 7. Off-frequency listening의 이론 12 그림 8. 청력역치 등가소음 검사법의 해석 13 그림 9. 250Hz 자극에 대한 입체 곡선 16 그림 10. 접시형 형태의 오디오그램 16 그림 11. 설계된 청각필터의 모습 18 그림 12. 필터 적용의 블록 다이어그램 19 그림 13. 시간영역에서 바라본 검사음(set 5) 24 그림 14. 주파수영역에서 바라본 검사음(set 5) 25 그림 15. 저주파수 대역 와우 소실영역을 통과한 주파수 영역에서의 비교 25 그림 16. 시간영역에서 바라본 검사음(set 7) 26 그림 17. 주파수영역에서 바라본 검사음(set 7) 26 그림 18. 중간 주파수 대역 와우 소실영역을 통과한 주파수 영역에서의 비교 27 그림 19. 시간영역에서 바라본 검사음(set 11) 28 그림 20. 주파수영역에서 바라본 검사음(set 11) 28 그림 21. 고주파수 대역 와우 소실영역을 통과한 주파수 영역에서의 비교 29 그림 22. PESQ의 기본 개념 31 그림 23. 잡음이 혼합되지 않은 검사음의 WRS 결과 38 그림 24. 와우 소실영역의 위치에 따른 WRS 결과 그래프 38 그림 25. 와우 소실영역의 이득값에 따른 WRS 결과 그래프 39 그림 26. 잡음의 종류에 따른 WRS 비교 그래프 40 그림 27. 와우 소실영역의 위치에 따른 선호도 그래프 41 그림 28. 저주파 대역 와우 소실영역에서 이득값에 따른 선호도 그래프 41 그림 29. 중간 주파수 대역 와우 소실영역에서 이득값에 따른 선호도 그래프 42 그림 30. 고주파 대역 와우 소실영역서 이득값에 따른 선호도 그래프 42 그림 31. 이득값에 따른 와우 소실영역 비교 PESQ 검사 결과 그래프 43 그림 32. 와우 소실영역에 대한 이득값 비교 PESQ 검사 결과 그래프 44 표 1. 난청의 분류 6 표 2. 난청의 종류와 보청기 착용효과 8 표 3. 난청의 형태와 효과적인 보청기 9 표 4. 실험에 참가한 피험자 정보 19 표 5. 이득값에 따른 실제 dB 증폭크기 21 표 6. WRS 검사음 세트 22 표 7. 검사의 구성 23 표 8. 선호도 조사 설문지 30 표 9. 검사음의 문장 구성표 32 표 10. 잡음이 혼합되지 않은 검사음의 WRS 결과 33 표 11. 와우 소실영역의 위치에 따른 WRS 결과 34 표 12. 와우 소실영역의 이득값에 따른 WRS 결과 35 표 13. 잡음의 종류에 따른 WRS 비교 35 표 14. 선호도 조사의 의미 36 표 15. 잡음의 종류에 따른 PESQ 결과 36 표 16. 와우 소실영역의 위치에 따른 PESQ 결과 37 표 17. 와우 소실영역의 이득값에 따른 PESQ 결과 37
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23504
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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