JP2004121338A

JP2004121338A - 聴覚フィルタの形状推定方法とその装置

Info

Publication number: JP2004121338A
Application number: JP2002286594A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakaichi; 中市　健志; Shinichi Sakamoto; 坂本　真一
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3784361B2

Abstract

【課題】聴覚フィルタの形状を短時間で正確に推定する。
【解決手段】聴覚フィルタの形状をモデル化したｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮した前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘと前記最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定する。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人の聴覚フィルタの形状を推定する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、最も頻繁に行われている難聴者の聴覚特性検査は、聴力検査（オージオグラムの測定）と語音明瞭度検査である。聴力検査では、難聴者の最小可聴閾値の周波数特性を知ることができ、語音明瞭度検査では、難聴者の言葉の聞き取り能力を知ることができる。
しかし、難聴者の聴覚特性は個人毎に様々であるので、これら２つの方法のみでは、その複雑な聴覚特性の一端しか把握できないと考えられている。
【０００３】
一般に、難聴者は、聴力の低下及び言葉の聞き取り能力の低下に加えて、周波数分解能が低下していると言われている。ここで、周波数分解能とは、周波数が異なる２つの音を聞き分ける能力である。健聴者は、例えば、１ｋＨｚと１．２ｋＨｚといった周波数が近接した２つの音を聞き分けることができるが、周波数分解能が低下した難聴者は、これら２つの音を聞き分けることができない。
【０００４】
この周波数分解能の低下の度合いが大きくなると、言葉の聞き取り能力が低下したり、雑音下での音声弁別能力が低下したりする。この周波数分解能の低下の度合いを知ることは、難聴の診断、難聴者の聴覚特性の把握、補聴器フィッティング等においては非常に有益である。
【０００５】
また、近年、人間の聴覚の周波数分析のメカニズムを表現するためのモデルとして、聴覚フィルタが提案されている。これは、人間の内耳の周波数分析のメカニズムを複数の帯域フィルタバンクで表現する考え方である。このフィルタバンク内の個々のフィルタ（聴覚フィルタ）の形状は、通常、ノッチノイズマスキングを用いて測定される。これまでに、この聴覚フィルタの理論を利用した難聴者のための周波数分解能簡易測定法が、特開平６−３２７６５４号公報に開示されている。人間の聴覚フィルタの形状は、ｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタによってモデル化できることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノッチノイズマスキングによる聴覚フィルタの測定は、個々の被験者の聴覚フィルタ形状を高精度で測定することができると言われているが、測定に要する時間は極めて長く、実際に耳鼻科臨床の現場や補聴器フィッティングの現場で、個々の難聴者について随時測定することは事実上不可能であった。特開平６−３２７６５４号公報では、短時間で周波数分解能が劣化しているかどうかを測定する方法が提案されているが、この方法は劣化の有無を判定することは可能であるが、周波数分解能の劣化度合い、延いては聴覚フィルタの形状そのものを測定することはできなかった。
【０００７】
更に、聴覚フィルタの形状は、入力信号のレベルに応じて変化するといわれている。健聴者の聴覚フィルタ測定には、過去の様々な知見から、４０ｄＢ／Ｈｚ程度のレベルのマスカー（ノッチノイズ）が最適であると言われており、４０ｄＢ／Ｈｚ以上のレベルで測定した聴覚フィルタはその形状がブロードになるといわれている。しかし、全ての難聴者においてもこれらのレベルに応じて、健聴者と同様の聴覚フィルタの形状変化が起こっているとは限らない。個々の難聴者の、レベルに応じた聴覚フィルタの形状変化特性を測定する方法はこれまでのところ皆無である。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、難聴の診断、難聴者の聴覚特性の把握、補聴器フィッティング等を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を短時間で正確に推定する方法とその装置を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、聴覚フィルタの形状をモデル化したｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮した前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘと前記最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、前記値ｘをパラメータとして聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮ_Ｘ’を決定するものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘを推定するものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、限界マスキングレベルＮ_Ｘ’及びまたは最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、聴覚フィルタの形状をモデル化したｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する装置であって、所定周波数の信号音を生成する信号音生成部と、ノッチを持たない被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したノイズを生成するノイズ生成部と、このノイズ生成部で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰するノイズレベル変更部と、ノイズに前記信号音の周波数を含むノッチを与えるノッチ幅変更部と、このノッチ幅変更部が出力するノッチノイズを前記信号音レベル変更部が出力する信号音に重畳するノッチノイズ重畳部と、このノッチノイズ重畳部が出力する検査音を被験者に提示する検査音提示部と、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅及びその上限値に基づいてｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを算出すると共に、得られた係数ｐ，ｒからフィルタ形状を推定する聴覚フィルタ算出部と、推定したフィルタ形状を表示する聴覚フィルタ表示部を備えるものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、前記信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部を備えるものである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項６又は７に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部を備えるものである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項６、７又８に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、限界マスキングレベルＮ_Ｘ’及びまたは最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図、図２は検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート、図３は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図、図４は同じく手順を示すフローチャート、図５は本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図、図６はマスカーの構成図である。なお、図３におけるマスカーは１Ｈｚ当たりの音圧レベルが一様となっているが、実際には外耳と中耳の周波数特性が考慮されたレベルとなる。
【００１９】
本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置は、図１に示すように、信号音生成部１、信号音レベル変更部２、ノイズ生成部３、ノイズレベル変更部４、ノッチ幅変更部５、ノッチノイズ重畳部６、検査音提示部７、上限値算出部８、聴覚フィルタ算出部９、聴覚フィルタ表示部１０、ノッチ幅表示部１１、応答部１２などを備えている。
【００２０】
信号音生成部１は、信号音（純音）として所定の周波数ｆの正弦波信号を出力する。周波数ｆの値は、任意に設定することができる。信号音生成部１は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによって信号音を生成してもよいし、メモリで構成し、予め信号音信号を格納するようにしてもよい。
【００２１】
信号音レベル変更部２は、信号音生成部１で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する。信号音レベル変更部２は、ある被験者の最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］の信号音、最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］に任意の値ｘ［ｄＢ］を加算したレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から任意の値ａ［ｄＢ］を減算したレベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ’などを出力する。なお、ｘ＞ａとする。
【００２２】
ノイズ生成部３は、内耳に到達した時に１Ｈｚ当たりの音圧レベルが一様になるように個々の被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したノッチを持たないノイズを生成する。この場合には、例えば被験者の外耳と中耳の周波数特性を補正するようなマスカーとなるＵＥＮ（ｕｎｉｆｏｒｍ　ｅｘｃｉｔｉｎｇ　ｎｏｉｓｅ）を生成すればよい。ノイズ生成部３は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによってノイズを生成してもよいし、メモリで構成し、予めノイズ信号を格納しておいてもよい。
【００２３】
ここで、健聴者では、外耳、中耳における周波数特性の個人差は小さいため、補正値を個々に変える必要はない。
なお、健聴者における補正には、最小可聴音圧（ｍｉｎｉｍｕｍ　ａｕｄｉｂｌｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＭＡＰ）、最小可聴野（ｍｉｎｉｍｕｍ　ａｕｄｉｂｌｅ　ｆｉｅｌｄ：ＭＡＦ）、等感曲線（ｅｑｕａｌ　ｌｏｕｄｎｅｓｓ　ｃｏｎｔｏｕｒ：ＥＬＣ）を用いて補正値を決定してマスカーを生成することも可能である。
【００２４】
他に妨害する音のない状態で検知することができる音の最小レベルを指す音の絶対閾の測定方法には二つの方法がある。一つ目の方法は、外耳道の入口付近又は外耳道の内部で周波数と最小可聴音圧の関係を測定するもので、測定された閾値は最小可聴音圧（ＭＡＰ）と呼ばれる。また、もう一つの方法は、大きな無響室（吸音性の高い壁で囲まれた部屋）の中でスピーカから提示される音のレベルを聴取者の頭の中心位置で測定するもので、測定された閾値は最小可聴野（ＭＡＦ）と呼ばれる。
【００２５】
また、音のレベルを固定した１０００Ｈｚの純音と検査音を交互に提示し、検査音の強さを変化させて大きさを純音に合わせる方法があり、これをさまざまな周波数の純音についておこなった結果得られたのが、音の大きさの等感曲線（ＥＬＣ）と呼ばれる。
【００２６】
一方、難聴者では外耳、中耳に障害を持つ場合があり、健聴者の外耳、中耳の周波数特性と異なることが予測できるので、難聴者の場合には個々の外耳、中耳の周波数特性を考慮した補正を行ってマスカーを生成する必要がある。
【００２７】
外耳、中耳に障害がある難聴者の場合は、骨導と気導のオージオグラムの値が異なるため、この違いを利用して補正を考慮し、マスカーを生成することができる。また、外耳の周波数特性は、外耳道の入口付近の周波数特性と、鼓膜付近にプローブマイクを設けて周波数特性を測定した結果から補正を決定することも可能である。
【００２８】
ノイズレベル変更部４は、ノイズ生成部３で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰する。ノイズレベル変更部４は、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音ＳをマスクすることができるレベルＮ_Ｘ’のノイズなどを出力する。
【００２９】
ノッチ幅変更部５は、ノイズレベル変更部４より出力されるノイズに中心周波数ｆ_Ｃが信号音の周波数ｆと同一（ｆ_Ｃ＝ｆ）であるノッチを与える。このノッチのノッチ幅ｇは、被験者の応答によって随時変更される。ノッチ幅変更部５は、所望のノッチを実現するようなフィルタとして構成してもよいし、複数のノッチノイズ（マスカー）を予めメモリに格納しておいて、各種のノッチを有するノイズを随時選択的に使用してもよい。
【００３０】
ノッチノイズ重畳部６は、ノッチ幅変更部５が出力する中心周波数ｆ_Ｃ、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のノッチノイズを、信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’に重畳して検査音とする。
検査音提示部７は、ノッチノイズ重畳部６が出力する検査音を被験者に提示する。被験者は検査音を聴取して、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答する。
【００３１】
上限値算出部８は、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅ｇに基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値ｇ_ｍａｘを算出する。
聴覚フィルタ算出部９は、被験者が信号音Ｓ’を知覚できた時のノッチ幅ｇ及び上限値ｇ_ｍａｘに基づいてｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出すると共に、得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
【００３２】
ｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタは、次に示す式（１）で定義される。
【００３３】
【数１】

【００３４】
ここで、ｐはフィルタのバンド幅（傾斜角度）を表す係数、ｒはフィルタのダイナミックレンジを表す係数、ｇは聴覚フィルタの中心周波数からの距離を正規化した値でノッチ幅（＝Δｆ／ｆ_Ｃ）である。聴覚フィルタを式（１）でモデル化するためには、ノッチノイズマスキングによって得られるノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）が用いられる。これは、次に示す式（２）で定義される。
【００３５】
【数２】

【００３６】
ここで、ｇ_ｍａｘはノッチ幅ｇの上限値、Ｋは各個人の感度、ｆ_Ｃはノッチノイズの中心周波数、Ｎ_Ｘは内耳に到達した時のマスカーＭのレベルである。
【００３７】
聴覚フィルタ表示部１０は、聴覚フィルタ算出部９によって得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を表示する。
ノッチ幅表示部１１は、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーのノッチ幅ｇを表示する。
【００３８】
応答部１２は、被験者の操作によって検査音提示部７により提示される検査音から信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号と知覚できない場合の応答信号を出力する。そして、信号音Ｓ’を知覚できない場合の応答信号が、ノッチ幅変更部５へ出力される。
【００３９】
なお、信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号のみを使用し、所定時間知覚できた場合の応答信号が出力されない時には、知覚できなかったものと判断し、次のステップに進むようにしてもよい。
【００４０】
以上のように構成した聴覚フィルタの形状推定装置の動作について説明する。
信号音Ｓ’に、内耳に到達した時に１Ｈｚ当たりの音圧レベルが一様になるように個々の被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したマスカーＭをノッチノイズ重畳部６において重畳し、検査音を作成する。作成された検査音は、検査音提示部７から被験者に提示される。
被験者は、検査音を聴取し、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答部１２により応答する。
【００４１】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初の検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００４２】
ノッチ幅変更部５では、その応答に応じて新たなマスカーＭを作成し、再びノッチノイズ重畳部６に出力する。ここで、マスカーＭのノッチ幅ｇの変更は、被験者の応答に応じて自動的に行うようにしてもよいし（ＣＰＵ等で構成し、専用プログラムを用意する）、測定者がその都度手動で指示してもよい。
【００４３】
ノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００４４】
測定中のノッチ幅ｇは、ノッチ幅表示部１１に表示される。そして、ノッチ幅変更部５は、ノッチ幅ｇを徐々に大きくしていき、被験者の応答により信号音Ｓ’が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇ_Ｘ−ａを測定する。最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａは、図３に示すように、ノッチ雑音マスキングデータ特性において、頂点からａ［ｄＢ］減衰した点のバンド幅と等価である。
【００４５】
上限値算出部８では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを用いて上限値ｇ_ｍａｘを算出する。
聴覚フィルタ算出部９では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと上限値算出部８が算出した上限値ｇ_ｍａｘを用いてｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを、次のようにして算出する。ここでは、式（２）においてＰｓ（０）とＰｓ（ｇ_Ｘ−ａ）の差分ａを、次に示す式（３）とする。
【００４６】
【数３】

【００４７】
更に、式（２）、（３）より差分ａは、次に示す式（４）となる。
【００４８】
【数４】

【００４９】
ここで、ｇ_Ｘ−ａの値は測定値であり、ｒはダイナミックレンジを定める係数ｘを用いて１０ｌｏｇ_１０ｒ＝−ｘとし、ａは測定条件によって決まる任意の定数であるので、ｇ_ｍａｘの値が決まれば、フィルタ係数ｐの値を式（４）から算出することができる。
【００５０】
また、ｇ_ｍａｘの値の決定法としては、以下のような方法が考えられる。信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇの値（以下ｇ_ｔと記す）は、健聴者で１Ｈｚ当たりの音圧レベルが４０ｄＢＳＰＬになるように作成されたマスカーを使用して測定を行った場合、概ねｇ_ｔ＝０．６〜０．７であり、ｇ_ｍａｘ＞０．８の区間の積分はノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）の値に殆ど影響を与えない。
【００５１】
従って、聴覚フィルタの過去の測定データを参照すると、ｇ_ｍａｘの値とｇ_ｔの値の関係は、次に示す式（５）となる。
【００５２】
【数５】

【００５３】
ここで、Ｃの値は、概ね１．１〜１．３となっている。一方、本発明の簡易測定法では、測定値がノッチ幅ｇ_Ｘ−ａのみであるため、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇ_ｔの値は未知である。加えて、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇ_ｔの値は、測定結果（ノッチ幅ｇと信号検出閾値［ｄＢＳＰＬ］との関係）からダイナミックレンジ（値ｘに相当）によっても変化することが分かっている。よって、ｇ_ｍａｘの値はノッチ幅ｇ_Ｘ−ａからｘの値ごとに推定する必要があり、ｇ_ｍａｘの値とｇ_Ｘ−ａの値の関係は、次に示す式（６）となる。
【００５４】
【数６】

【００５５】
ここで、Ａ_ｘはｘの値に応じて変化する係数である。このＡ_ｘの値は、式（５）でＣ＝１．２と仮定し、２名の健聴被験者の測定結果（ｇ_ｔの値）を用いてｇ_ｍａｘの値を算出し、このｇ_ｍａｘの値とｇ_Ｘ−ａの値から実験的に決定すると、次に示す表１のようになる。
【００５６】
【表１】

【００５７】
なお、表１では、ｘ＝１０，１５，２０，３０［ｄＢ］におけるｇ_ｔの値を測定し、Ａ_ｘの値を算出しているが、例えばｘ＝４０，５０［ｄＢ］におけるＡ_ｘの値についても予め用意しておくことができる。
【００５８】
従って、聴覚フィルタ算出部９では、上限値ｇ_ｍａｘと最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと係数ｒに相当する値ｘと値ａを式（４）に代入してｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出する。更に、フィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
そして、聴覚フィルタ表示部１０では、フィルタ係数ｐとフィルタ係数ｒに相当する値ｘからフィルタ形状を表示する。
【００５９】
このようにして、フィルタ係数ｒに相当する値ｘを、例えば１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］として、それぞれについてフィルタ係数ｐの推定値を求め、図５に示すように、値ｘをパラメータとした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００６０】
次に、本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法について、図４に示すフローチャートより説明する。
先ず、ステップＳＰ１で、ノイズを付加しない状態で周波数ｆを含む気導、骨導のオージオグラムを測定する。ここで、周波数ｆにおける純音最小可聴閾値をＴ［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］とする。ステップＳＰ２で、測定する周波数（信号音周波数）ｆを設定する。
【００６１】
次いで、ステップＳＰ３で、ノッチ雑音マスキングデータのダイナミックレンジを定める係数ｘの値を設定する。ここでは、ｘ＝１０としている。更に、ステップＳＰ４において、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓを作成する。
【００６２】
次いで、ステップＳＰ５で、信号音Ｓにレベルが十分小さく内耳に到達した時、１Ｈｚ当たりの音圧レベルが一様になるよう補正されたノイズやステップＳＰ１で測定した気骨導のオージオグラムの差から考慮したノイズを重畳し、このノイズのレベルを徐々に上昇させながら、被験者が信号音Ｓを知覚できなくなる最小のレベル（限界マスキングレベル）Ｎ_Ｘ’を測定する。
【００６３】
ステップＳＰ６では、レベルＮ_Ｘ’のノイズのノッチ幅ｇを所定の値に設定する。ここでは、ｇ＝０．０５としている。また、ステップＳＰ７では、信号音ＳのレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から減じる値ａ［ｄＢ］を所定の値（ｘ＞ａ）に設定する。ここでは、ａ＝５としている。
【００６４】
次いで、ステップＳＰ８で、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓ’を作成する。
更に、ステップＳＰ９で、ノッチの中心周波数ｆ_Ｃ（＝ｆ）、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のマスカーＭを作成する。
【００６５】
次いで、ステップＳＰ１０で、信号音Ｓ’にマスカーＭを重畳し、検査音として被験者に提示する。更に、ステップＳＰ１１で、被験者に検査音から信号音Ｓ’を知覚できたか否か判断させ、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がない場合には、ステップＳＰ１２へ進みノッチ幅ｇの値を徐々に増加させ（ここでは、増加幅を０．０５としている）、ステップＳＰ９〜ステップＳＰ１１を信号音Ｓ’を知覚できたという応答があるまで繰り返す。
【００６６】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初に検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。同様に、ステップＳＰ１２でノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にすることができる。
【００６７】
そして、信号音Ｓ’の提示開始のタイミングと応答のタイミングが著しく異なる場合には、再度同条件で測定を行い、安定した応答が得られるまで測定を繰り返してもよい。また、所定時間ｔは一定値である必要はなく、測定回毎にランダムに変更してもよい。
【００６８】
このように、最初の検査音提示の際に信号音Ｓ’をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて提示したり、マスカーＭのノッチ幅ｇの値を変化させた時に信号音Ｓ’のみを一旦停止し、所定時間ｔが経過した後に信号音Ｓ’を被験者に提示したりして、その時の被験者の応答のタイミングを観察すれば、被験者の応答の正当性を判断することも可能であると考えられるからである。
【００６９】
図２に示すように、信号音Ｓ’が被験者に提示された後に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、信号音Ｓ’の停止と同時に知覚したとの応答が無くなれば、被験者の応答は正常であると判断できる。一方、信号音Ｓ’が被験者に提示される前に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、しかも信号音Ｓ’の停止後も知覚したとの応答が維持される場合などは、被験者の応答は正常でないと判断できるので、再測定を行うか、または信号音Ｓ’のレベル及びマスカーＭのレベルの設定を変更すればよい。
【００７０】
ステップＳＰ１１で、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がされると、ステップＳＰ１３へ進む。
ステップＳＰ１３では、その時のノッチ幅ｇを、その被験者の最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと定める。更に、設定した値ｘ（＝１０［ｄＢ］）におけるＡ_ｘの値を、表１を用いて決定する（Ａ_ｘ＝３．１５）。
【００７１】
次いで、ステップＳＰ１４で、式（６）にＡ_ｘの値（３．１５）及び測定した最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａの値を代入して被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘの値を決定する。
【００７２】
ステップＳＰ１５では、式（４）に測定した最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと、この最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから推定したノッチ幅の上限値ｇ_ｍａｘと、予め設定した係数ｒに相当する値ｘ及び値ａを代入して、ｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐ_Ｘ（ｘ＝１０）の推定値を算出する。
【００７３】
次いで、ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０であるか否かを判断し、ｘ＝５０でなければ、ステップＳＰ１７に進んでｘ＝ｘ＋１０とし、ｘ＝５０になるまでステップＳＰ４〜ステップＳＰ１７を繰り返し、新たなｘ（ｘ＝２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）についてのフィルタ係数ｐ_Ｘの推定値を式（４）より算出する。ここでは、ｘの増加幅を１０とし、ｘ＝５０までの測定を行っている。
【００７４】
ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０になったと判断されると、ステップＳＰ１８において、図５に示すように、値ｘをパラメータ（ｘ＝１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）とした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００７５】
なお、本発明の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、マスカーＭを被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したノイズにノッチを付加する方法で作成しているが、このマスカーＭは、図６（ｂ）に示すように、２つのバンドノイズ（高周波数側と低周波数側）で構成してもよい。
【００７６】
また、上述した本発明の実施の形態においては、信号音レベル変更部２が出力する信号音信号の周波数ｆと、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーＭの中心周波数ｆ_Ｃを一致させた（ｆ＝ｆ_Ｃ）場合について説明したが、必ずしも、一致させる必要はなく、ノッチ幅内に信号音信号が含まれていればよい。
【００７７】
更に、上述した本発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇ_Ｘ−ａを求めるのに際し、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを狭く設定（ｇ＝０．０５）して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できない場合に、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを広くして信号音Ｓ’を知覚できるまで再度検査音を提示する手順を説明した。
【００７８】
しかし、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａが求まればよいのであるから、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを広く設定して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できる状態にし、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを狭くして信号音Ｓ’を知覚できなくなるまで再度検査音を提示する手順としてもよい。
【００７９】
また、上述した本発明の実施の形態においては、信号音のレベルや限界マスキングレベルＮ_Ｘ’の設定に際し、いわゆる極限法を用いた場合について説明したが、信号音を加算した検査音と信号音を加算していない検査音のいずれかから選択させる二者強制選択法（Ｔｗｏ　ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ　ｆｏｒｃｅｄ　ｃｈｏｉｃｅ）等の心理物理測定法に基づいて設定してもよい。
【００８０】
更に、上述した本発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを求めるに際し、極限法を用いた場合について説明したが、二者強制選択法等の心理物理測定法に基づいて求めてもよい。
【００８１】
また、上述した本発明の実施の形態においては、聴覚フィルタのモデルをｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタとしてフィルタ形状の推定を行ったが、このモデル関数は必ずしもｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタである必要はなく、聴覚フィルタのモデルとして適正であれば、他の関数（例えば、ｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタにおいて、１０ｌｏｇ_１０ｒ＝０としたｒｏｅｘ（ｐ）など）であっても差し支えない。
【００８２】
更に、上述した本発明の実施の形態においては、最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａ測定時のステップＳＰ１０における検査音提示の開始時に、信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて被験者の応答の正当性を判断しているが、ステップＳＰ５で限界マスキングレベルＮ_Ｘ’測定時にマスカーのレベルを変更する際にも、同様の時間遅れを信号音Ｓに与えて、限界マスキングレベルＮ_Ｘ測定における正当性も併せて判断してもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮した周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のマスカーを生成することにより、難聴の診断、難聴者の聴覚特性の把握、補聴器フィッティング等を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００８４】
請求項２に係る発明によれば、入力信号レベルに対応した聴覚フィルタの形状を推定することができ、入力信号レベルと聴覚フィルタとの関係を知ることができる。
【００８５】
請求項３に係る発明によれば、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮ_Ｘ’を決定することによって、より正確に被験者の外耳と中耳における周波数特性を考慮した聴覚フィルタの形状を推定することができる。
【００８６】
請求項４に係る発明によれば、最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘを推定することによって、より正確に被験者の外耳と中耳における周波数特性を考慮した聴覚フィルタの形状を推定することができる。
【００８７】
請求項５に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【００８８】
請求項６に係る発明によれば、被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したノイズを生成するノイズ生成部を備えることにより、難聴の診断、難聴者の聴覚特性の把握、補聴器フィッティング等を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００８９】
請求項７に係る発明によれば、信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部を備えることによって、より正確に聴覚フィルタの形状を推定することができる。
【００９０】
請求項８に係る発明によれば、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部を備えることによって、より正確に聴覚フィルタの形状を推定することができる。
【００９１】
請求項９に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図
【図２】検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート
【図３】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図
【図４】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の手順を示すフローチャート
【図５】本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図
【図６】マスカーの構成図
【符号の説明】
１…信号音生成部、２…信号音レベル変更部、３…ノイズ生成部、４…ノイズレベル変更部、５…ノッチ幅変更部、６…ノッチノイズ重畳部、７…検査音提示部、８…上限値算出部、９…聴覚フィルタ算出部、１０…聴覚フィルタ表示部、１１…ノッチ幅表示部、１２…応答部。

Claims

聴覚フィルタの形状をモデル化したｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮した前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮ_Ｘ’のマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘと前記最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
請求項１に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、前記値ｘをパラメータとして聴覚フィルタの形状を推定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
請求項１又は２に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮ_Ｘ’を決定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
請求項１、２又は３に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇ_ｍａｘを推定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
請求項１、２、３又は４に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、限界マスキングレベルＮ_Ｘ’及びまたは最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
聴覚フィルタの形状をモデル化したｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する装置であって、所定周波数の信号音を生成する信号音生成部と、被験者の外耳と中耳の周波数特性を考慮したノッチ幅を持たないノイズを生成するノイズ生成部と、このノイズ生成部で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰するノイズレベル変更部と、ノイズに前記信号音の周波数を含むノッチを与えるノッチ幅変更部と、このノッチ幅変更部が出力するノッチノイズを前記信号音レベル変更部が出力する信号音に重畳するノッチノイズ重畳部と、このノッチノイズ重畳部が出力する検査音を被験者に提示する検査音提示部と、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅及びその上限値に基づいてｒｏｅｘ（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを算出すると共に、得られた係数ｐ，ｒからフィルタ形状を推定する聴覚フィルタ算出部と、推定したフィルタ形状を表示する聴覚フィルタ表示部を備えることを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。
請求項６に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、前記信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部を備えることを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。
請求項６又は７に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部を備えることを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。
請求項６、７又８に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、限界マスキングレベルＮ_Ｘ’及びまたは最小ノッチ幅ｇ_Ｘ−ａを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。