JP2006109083A - Hearing-aid adjuster and hearing-aid adjusting program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補聴器の信号処理特性を決定する各種パラメータを算出する補聴器調整装置または補聴器調整プログラムに関するものである。 The present invention relates to a hearing aid adjustment device or a hearing aid adjustment program for calculating various parameters that determine signal processing characteristics of a hearing aid.
補聴器は、マイクから入った入力音を、増幅してレシーバから出力する機能を備える。この入力音のうち、どの周波数成分をどの程度増幅して出力するかということ、すなわち各周波数における利得は、補聴器の特性の1つである。このような補聴器の特性は、その補聴器を使用する者の聴力に適合するよう調整される必要がある。 The hearing aid has a function of amplifying the input sound input from the microphone and outputting it from the receiver. Which frequency component of the input sound is amplified and output, that is, the gain at each frequency is one of the characteristics of the hearing aid. The characteristics of such hearing aids need to be adjusted to match the hearing ability of the person using the hearing aid.
従来の補聴器は、コンデンサ、可変抵抗器を用いたフィルタを備えており、このフィルタを調整することによって、補聴器の特性が調整されていた。例えば、補聴器に含まれる、コンデンサ、可変抵抗器で構成されるハイパスフィルタにおいて、可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより、カットオフ周波数を可変させて、低域周波数を減衰する量を変化させることができた。また、同様に、ローパスフィルタにおいて、高域周波数を減衰する量を変化させることもできた。このように、フィルタの周波数減衰量を調整することにより、補聴器の特性が調整されていた。また、可変抵抗器によりレシーバの電源電圧を変化させることより、最大出力を変化させ、出力制限を設けることができる補聴器もあった。これらの従来の補聴器の調整は、専門家が、小型ドライバを使用して、補聴器の表面に設けられていた可変抵抗器を手動で調整することにより、行われていた。 Conventional hearing aids include a filter using a capacitor and a variable resistor, and the characteristics of the hearing aid have been adjusted by adjusting the filter. For example, in a high-pass filter composed of a capacitor and a variable resistor included in a hearing aid, changing the resistance value of the variable resistor changes the cutoff frequency and changes the amount of attenuation of the low frequency. I was able to. Similarly, in the low-pass filter, the amount of attenuation of the high frequency can be changed. Thus, the characteristic of the hearing aid has been adjusted by adjusting the frequency attenuation of the filter. There is also a hearing aid that can change the maximum output by changing the power supply voltage of the receiver with a variable resistor, and can provide an output limit. Adjustment of these conventional hearing aids has been performed by a specialist manually adjusting a variable resistor provided on the surface of the hearing aid using a small screwdriver.
ここ数年、補聴器内部にEEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)を備え、上記可変抵抗器の抵抗値をEEPROMの情報により設定することによって特性を調整するプログラマブル補聴器や、ディジタル信号処理により、より多くの調整項目を設定することにより、より細かく特性の調整ができるディジタル補聴器が主流になってきた。これらの補聴器の特性を調整するために、補聴器調整装置が使われている。補聴器調整装置は、これらの補聴器の特性を決めるための各種パラメータを決定し、補聴器が備えるEEPROM等に各種パラメータ情報を書き込むことで補聴器の特性を調整する。 In recent years, the hearing aid has an EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), and the resistance value of the variable resistor is set by the information of the EEPROM to adjust the characteristics. Digital hearing aids that can adjust characteristics more finely by setting many adjustment items have become mainstream. In order to adjust the characteristics of these hearing aids, hearing aid adjustment devices are used. The hearing aid adjustment device determines various parameters for determining the characteristics of these hearing aids, and adjusts the characteristics of the hearing aids by writing various parameter information in an EEPROM or the like included in the hearing aid.
上記の様にディジタル信号処理が補聴器に用いられるようになると、補聴器の調整出来る項目、各種パラメータの設定できる値は増え、それらの組み合わせは膨大な数になる。これらの組み合わせを全通りシミュレートし、補聴器装用者が必要とする補聴器特性の最適値を算出すると、非常に時間がかかり、補聴器装用者、補聴器調整者への負担が大きくなる。そこで最適化手法としてシミュレーテッド・アニーリング法(Simulated Annealing法、以下SA法と略す)や、遺伝的アルゴリズム(Gentic Algorithm、以下GA法と略す)を用いて、補聴器装用者が必要とする補聴器特性を得る方法がとられている。 When digital signal processing is used in a hearing aid as described above, the items that can be adjusted by the hearing aid and the values that can be set for various parameters increase, and the number of combinations thereof becomes enormous. When all of these combinations are simulated and the optimum values of the hearing aid characteristics required by the hearing aid wearer are calculated, it takes a very long time, and the burden on the hearing aid wearer and the hearing aid adjuster increases. Therefore, by using a simulated annealing method (hereinafter referred to as SA method) or a genetic algorithm (Genetic Algorithm, hereinafter referred to as GA method) as an optimization method, the hearing aid characteristics required by the hearing aid wearer are obtained. The way to get is taken.
例えば、補聴器調整装置において、補聴器の特性を目的とする特性に近づけていく方法として、人が特性の評価を行い、GA法を使用して補聴器を目的とする特性に近づけていく手法が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。以下、従来技術について図を参照して説明する。図4は、GA法を用いた従来の最適化の順序を示すものである。 For example, in a hearing aid adjustment device, as a method of bringing the characteristics of a hearing aid closer to the target characteristic, a method is proposed in which a person evaluates the characteristic and uses the GA method to bring the hearing aid closer to the target characteristic. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2). The prior art will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows the order of conventional optimization using the GA method.
ステップ1はGA法を用いて最適化を行う開始を示し、ステップ2は遺伝的アルゴリズムで使用する個体の作成、ステップ3は補聴器へ個体情報の書き込み、ステップ4はステップ3で情報の書き込まれた補聴器の評価、ステップ5は次の補聴器の評価、GA法における次世代への移行、または終了の選択、ステップ6は交叉をする2個体を選択、ステップ7はステップ6で選択された個体に対する突然変異、ステップ8は個体の交叉、ステップ9はGA法を用いて得られた次世代の個体数があらかじめ設定されている個体数Dと比較、ステップ10は最良評価値の補聴器パラメータを採用、ステップ11はGA法を用いた補聴器の推奨特性に近づけていく最適化の終了を示すものである。
Step 1 indicates the start of optimization using the GA method,
まず、ステップ1で、GA法を用いての最適化が開始される。ステップ2で、遺伝的アルゴリズムで使用する個体が作成される。具体的には、補聴器の特性を決定する音響パラメータの中で、可変させる対象となる音響パラメータをランダムに分布させビット化し、あらかじめ設定されている個数のD個個体を作成する。ステップ3では、上記ステップ2で作成されたD個の個体から、1つの個体が選択され、選択された個体が表す音響パラメータが、補聴器の特性を決定する音響パラメータとして、補聴器に書き込まれる。ステップ4で、上記ステップ3で音響パラメータが書き込まれた補聴器を評価者が実際に使用して、その補聴器の特性の評価を行う。ステップ5で、次の個体の設定を行うか、GA法を用いて次世代へ移行するか、現在の情報で終了するかの選択が行われる。ステップ3およびステップ4の処理は、D個全ての個体について繰り返されるので、上記処理がD個全てについて終了するまでは、次の個体の設定が選択される。
First, in step 1, optimization using the GA method is started. In
上記処理がD個全てについて終了すると、次世代への移行が選択され、ステップ6の処理が行われる。ステップ6で、上記ステップ4での評価値が良いものが選ばれる確率が高くなるように2個体が選択される。ステップ7で、選択された個体に対しそれぞれ突然変異率に従って、1つのビット、または複数のビットの反転を行う。ここで、突然変異率とは、遺伝的アルゴリズムにおいて、個体が全く別なデータに変化する率を示すものである。ステップ8で、これらの2個体の交叉を行う。交叉は、これらの2個体が持つビットの一部を入れ替えることで行われる。ステップ9は、次世代の個体数が、あらかじめ作成される個体数Dになるまで交叉を繰り返すための比較を行う。次世代の個体数がDになった場合、ステップ3からの処理に戻り以降の処理を繰り返す。
When the above process is completed for all D, the transition to the next generation is selected, and the process of step 6 is performed. In step 6, two individuals are selected so that the probability that a good evaluation value in
ステップ5で終了が選択された場合は、ステップ10で、補聴器に対し、最良の評価値である個体の情報を書き込み、ステップ11で終了となる。
以上の従来例では、ステップ3で補聴器に音響パラメータを書き込み、ステップ4で人が補聴器の特性を評価するという時間がかかる作業をD個の個体について行う必要があり、処理に時間がかかる。そのため、調整時間を短縮し、補聴器装用者、および補聴器調整者への負担を少なくすることが困難であるという問題があった。
In the above conventional example, it is necessary to perform the time-consuming work of writing the acoustic parameters to the hearing aid in
また、補聴器装用者の評価を行う際、急激な音量の変化などを伴う危険性があるので、ステップ7における処理において突然変異率を高くする事は難しい。突然変異率を低くすると、GA法において、探索空間が狭くなり、得られる最適解が局所的な解に陥ることが多くなる。探索空間を広くして、得られる最適解が局所的な解に陥ることを防ぐためには、ステップ2の個体作成の設定数Dを多くするか、あるいは世代数を多くしなければならない。しかし、個体作成の設定数Dを多くすると一世代ごとに多くの処理が行われ、時間がかかる。同様に、世代数を多くすれば、その分処理が増えて時間がかかる。そのため、評価に要する時間の短縮は困難である。すなわち、補聴器の各種パラメータを算出する時間がかかり、また、短時間で精度があげられないという問題があった。
In addition, when evaluating a hearing aid wearer, there is a risk of a sudden change in volume, so it is difficult to increase the mutation rate in the processing in
ゆえに、本発明は、補聴器装用者が必要とする補聴器特性を与える各種パラメータを効率良く算出でき、調整時間の短縮ができる補聴器調整装置または補聴器調整プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hearing aid adjustment device or a hearing aid adjustment program that can efficiently calculate various parameters that give the hearing aid characteristics required by the hearing aid wearer and can shorten the adjustment time.
上記課題を解決するために、本発明における補聴器調整装置は、音響パラメータを設定することによって補聴器の特性を調整する補聴器調整装置であって、前記補聴器を使用する者の聴力を表すデータを入力する入力部と、前記補聴器が備えるべき特性である推奨特性を算出する推奨特性算出部と、前記推奨特性に基づいて前記音響パラメータの最適値を算出する最適値算出部と、前記最適値算出部で得られた前記音響パラメータの最適値を前記補聴器に設定する設定部とを備える。 In order to solve the above-described problems, a hearing aid adjustment device according to the present invention is a hearing aid adjustment device that adjusts characteristics of a hearing aid by setting an acoustic parameter, and inputs data representing the hearing ability of a person using the hearing aid. An input unit, a recommended characteristic calculation unit that calculates a recommended characteristic that is a characteristic that the hearing aid should have, an optimal value calculation unit that calculates an optimal value of the acoustic parameter based on the recommended characteristic, and an optimal value calculation unit A setting unit configured to set the optimum value of the obtained acoustic parameter in the hearing aid.
本発明における補聴器調整装置によれば、前記最適値算出部は、補聴器を使用する者の聴力を表すデータに基づいて算出された推奨特性に基づいて、補聴器の特性を決定する複数の音響パラメータの最適値を求めるので、人が補聴器の特性を評価するという時間と手間がかかる工程を経ることなく、効率よく、補聴器使用者の聴力に適した音響パラメータを求めることができる。その結果、補聴器の調整にかかる時間が短縮される。 According to the hearing aid adjustment apparatus of the present invention, the optimum value calculation unit includes a plurality of acoustic parameters for determining the characteristics of the hearing aid based on the recommended characteristics calculated based on the data representing the hearing ability of the person using the hearing aid. Since the optimum value is obtained, it is possible to efficiently obtain an acoustic parameter suitable for the hearing ability of the hearing aid user without going through a time-consuming and laborious process in which a person evaluates the characteristics of the hearing aid. As a result, the time required for adjusting the hearing aid is shortened.
本発明にかかる補聴器調整装置において、前記最適値算出部は遺伝的アルゴリズムを用いて前記音響パラメータの最適値を算出するものであって、前記最適値算出部は、前記音響パラメータが取りうる値のうちの1パターンを表すデータを1個体として、複数の個体を作成する個体群作成部と、前記個体群を入力データとして、前記個体群中の各個体が表す前記音響パラメータの値により決定される補聴器の特性と、前記推奨特性とを比較することによって前記各個体の適合度を評価する評価部と、前記音響パラメータの最適値を示す個体が得られたか否かを判断し、得られたと判断した場合は、算出処理を終了させる判断部と、前記判断部で、最適値が得られていないと判断された場合に、前記評価部での評価に基づいて、次世代の新たな個体群を作成し、当該個体群を前記評価部へ入力データとして渡す次世代個体群作成部とを備えることが好ましい。 In the hearing aid adjustment apparatus according to the present invention, the optimum value calculation unit calculates an optimum value of the acoustic parameter using a genetic algorithm, and the optimum value calculation unit has a value that the acoustic parameter can take. The data representing one pattern is determined as one individual, and an individual group creating unit that creates a plurality of individuals, and the individual group in the individual group as input data is determined by the acoustic parameter value represented by each individual in the individual group. An evaluation unit that evaluates the fitness of each individual by comparing the characteristics of the hearing aid with the recommended characteristics, and determines whether or not an individual showing the optimal value of the acoustic parameter has been obtained. If it is determined that the optimum value is not obtained by the determination unit that terminates the calculation process and the determination unit, a new generation of the next generation is determined based on the evaluation by the evaluation unit. Create a body unit, it is preferable to provide a next generation population creating section that passes the population as input data to the evaluation unit.
前記評価部は、前記各個体が表す前記複数の音響パラメータの値により決定される補聴器の特性と、前記推奨特性とを比較することによって前記各個体の適合度を評価するので、各個体が表す補聴器の特性について、人が評価する必要がない。そのため、効率よく、前記複数の音響パラメータの最適値が得られる。 The evaluation unit evaluates the fitness of each individual by comparing the characteristics of the hearing aid determined by the values of the plurality of acoustic parameters represented by the individual and the recommended characteristics. There is no need for a person to evaluate the characteristics of the hearing aid. Therefore, the optimum values of the plurality of acoustic parameters can be obtained efficiently.
本発明における前記次世代個体群作成部は、前記個体のデータを突然変異率に基づいて突然変異させる突然変異部を含み、前記突然変異率は、前記次世代個体群作成部が作成した個体群の世代数に応じて変化することが好ましい。 The next generation population creation unit in the present invention includes a mutation unit that mutates the data of the individual based on a mutation rate, and the mutation rate is a population created by the next generation population creation unit. It is preferable to change according to the number of generations.
本発明における補聴器調整装置において、前記突然変異率は、前記世代数が多くなるに従って、小さくなることを特徴とすることが好ましい。 In the hearing aid adjustment apparatus according to the present invention, it is preferable that the mutation rate decreases as the number of generations increases.
本発明の好ましい形態による補聴器調整装置において、前記次世代個体群作成部は、世代数が小さい場合に突然変異率を大きくし、世代数が多くなるにつれて突然変異率を小さくしていくことにより、個体数が少ない場合、また世代数を多くしない場合でも、より広い空間を探索できるようになり、局所的な解に陥ることを少なくできる。ひいては、短時間で、精度の高い最適音響パラメータ値を得ることができる。 In the hearing aid adjustment device according to a preferred embodiment of the present invention, the next generation population creation unit increases the mutation rate when the generation number is small, and decreases the mutation rate as the generation number increases. Even when the number of individuals is small or when the number of generations is not increased, it becomes possible to search a wider space, and it is possible to reduce falling into a local solution. As a result, highly accurate optimum acoustic parameter values can be obtained in a short time.
本発明の好ましい形態による補聴器調整装置では、GA法を用いながら、さらにGA法で使用するパラメータを動的に変化させることで、補聴器装用者が必要とする補聴器特性を与える各種音響パラメータを効率良く算出でき、調整時間の短縮、および補聴器の各種音響パラメータの精度を上げることができる。 In the hearing aid adjustment apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, various acoustic parameters that provide the hearing aid characteristics required by the hearing aid wearer can be efficiently obtained by dynamically changing the parameters used in the GA method while using the GA method. It is possible to calculate, shorten the adjustment time, and improve the accuracy of various acoustic parameters of the hearing aid.
また、上記課題を解決するために、本発明における補聴器調整プログラムは、音響パラメータを設定することによって補聴器の特性を調整する補聴器調整プログラムであって、前記補聴器を使用する者の聴力を表すデータを入力する入力処理と、前記補聴器が備えるべき特性である推奨特性を算出する推奨特性算出処理と、前記推奨特性に基づいて前記音響パラメータの最適値を算出する最適値算出処理と、前記最適値算出処理で得られた前記複数の音響パラメータの最適値を前記補聴器に設定する設定処理とをコンピュータに実行させる。 In order to solve the above problems, a hearing aid adjustment program according to the present invention is a hearing aid adjustment program for adjusting the characteristics of a hearing aid by setting an acoustic parameter, the data representing the hearing ability of a person using the hearing aid. An input process for input, a recommended characteristic calculation process for calculating a recommended characteristic that is a characteristic that the hearing aid should have, an optimal value calculation process for calculating an optimal value of the acoustic parameter based on the recommended characteristic, and the optimal value calculation A setting process for setting optimal values of the plurality of acoustic parameters obtained in the process to the hearing aid is executed by a computer.
本発明における補聴器調整プログラムにおいて、前記最適値算出処理は遺伝的アルゴリズムを用いて前記音響パラメータの最適値を算出するものであって、前記最適値算出処理は、前記音響パラメータが取りうる値のうちの1パターンを表すデータを1個体として、複数の個体を作成する個体群作成処理と、前記個体群を入力データとして、前記個体群中の各個体が表す前記音響パラメータの値により決定される補聴器の特性と、前記推奨特性とを比較することによって前記各個体の適合度を評価する評価処理と、前記音響パラメータの最適値を示す個体が得られたか否かを判断し、得られたと判断した場合は、最適値算出処理を終了させる判断処理と、前記判断処理で、最適値が得られていないと判断された場合に、前記評価処理での評価に基づいて、次世代の新たな個体群を作成し、当該個体群を入力データとして前記評価処理を行わせる次世代個体群作成処理とを含むことが好ましい。 In the hearing aid adjustment program according to the present invention, the optimum value calculating process calculates an optimum value of the acoustic parameter using a genetic algorithm, and the optimum value calculating process includes a value that can be taken by the acoustic parameter. Hearing aid determined by the value of the acoustic parameter represented by each individual in the individual group using the individual group in the individual group as the input data, and the individual group creation process for creating a plurality of individuals The evaluation process for evaluating the fitness of each individual by comparing the characteristics of the characteristics and the recommended characteristics, and whether or not an individual showing the optimal value of the acoustic parameter was obtained, and determined to have been obtained In the case where the optimum value calculation process is terminated and the evaluation process determines that the optimum value is not obtained in the decision process. Based on, to create a new population of the next generation, it is preferred to include a next generation population creation process to perform the evaluation process the population as input data.
本発明における補聴器調整プログラムにおいて、前記次世代個体群作成処理は、前記個体のデータを突然変異率に基づいて突然変異させる突然変異処理を含み、前記突然変異率は、前記次世代個体群作成処理で作成された個体群の世代数に応じて変化することが好ましい。 In the hearing aid adjustment program according to the present invention, the next-generation population creation process includes a mutation process for mutating the data of the individual based on a mutation rate, and the mutation rate is the next-generation population creation process. It is preferable to change according to the number of generations of the population created in (1).
本発明における補聴器調整プログラムにおいて、前記突然変異率は、前記世代数が多くなるに従って、小さくなることが好ましい。 In the hearing aid adjustment program according to the present invention, it is preferable that the mutation rate decreases as the number of generations increases.
本発明によれば、補聴器装用者が必要とする補聴器特性にするための補聴器の各種パラメータを効率良く算出でき、調整時間の短縮ができる補聴器調整装置または補聴器調整プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hearing aid adjustment device or a hearing aid adjustment program capable of efficiently calculating various parameters of a hearing aid for obtaining a hearing aid characteristic required by a hearing aid wearer and shortening the adjustment time.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態における補聴器調整装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、補聴器調整装置20は、入力部12と、推奨特性算出部13と、最適値算出部14と、設定部15を有する。最適値算出部14は、個体群作成部141、評価部142、次世代個体作成部143および処理判断部145を含む。次世代個体群作成部143は、突然変異部144を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the hearing aid adjustment apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the hearing
入力部12は、補聴器16を使用する者の聴力を表す聴力データ17を入力する。推奨特性算出部13は、入力部12で入力された聴力データ17に基づいて、補聴器16が備えるべき特性である推奨特性を算出する。最適値算出部14は、推奨特性算出部13で算出された推奨特性に基づいて、補聴器16の特性を決める音響パラメータの最適値を算出する。設定部15は、最適値算出部14で算出された音響パラメータの最適値を補聴器16に設定する。
The
補聴器調整装置20は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等(以下、パソコン等という)のような汎用機器により構成できる。また、補聴器調整装置20は、例えば、CPU等の演算部、データ記憶部およびデータ入出力インターフェース等を備えた専用機器により構成できる。補聴器調整装置20は、補聴器16に接続して用いられる。
The hearing
入力部12は、聴覚データ17を補聴器調整装置20へ入力するためのインターフェースを備える。ファイルを読み込むことで入力を行ってもよいし、手入力を受け付けることで入力を行ってもよい。推奨特性算出部13、最適値算出部14の機能は、例えば、パソコン等のCPUが所定のプログラムを実行することによって、実現することができる。設定部15は、最適値算出部14で算出されたデータを補聴器15のパラメータ記憶部18に保存するための出力インターフェースを備える。
The
上記の入力部12、推奨特性算出部13、最適値算出部14および設定部15の機能を実現するための補聴器調整プログラムを、例えば、CD−ROM等の記憶媒体から、あるいは通信回線を介したダウンロード等により、任意のパソコン等へインストールすることによって、補聴器調整装置20を構築することもできる。
A hearing aid adjustment program for realizing the functions of the
次に、本実施の形態における補聴器調整装置20の動作について、図1および図2を参照しながら説明する。図2は、本実施の形態にかかる補聴器調整装置20の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the hearing
図2は補聴器の調整の順序を示すものである。補聴器調整が開始される(ステップ100)とまず、入力部12が補聴器16を装用する者の聴力レベルを表す聴力データ17を入力する(ステップ200)。例えば、聴力データ17として、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzおよび4000Hzにおける最小可聴値(HTL:Hearing Threshold Level)が入力される。
FIG. 2 shows the order of adjustment of the hearing aids. When the hearing aid adjustment is started (step 100), the
入力部12によって入力された補聴器装用者の聴力データ17に基づいて、推奨特性算出部13が、補聴器16の推奨特性を算出する(ステップ300)。補聴器16の推奨特性は、目的とする利得である。推奨特性算出部13は、例えば、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzおよび4000Hzのそれぞれにおいて、40dBSPL、60dBSPL、90dBSPL(dBSPL:音圧の単位dB Sound Pressure Level)の入力音圧に対する出力音圧レベル特性を算出する。
Based on the
推奨特性算出の一例として、聴力データ17としてHTLのみが入力されている場合について説明する。この場合、HTLから、快適レベル(MCL:Most Comfortable Loudness Level)および不快レベル(UCL:Uncomfortable Loudness Level)を算出することにより、推奨特性を算出する。例えば、1000Hzにおいて、HTL(入力値)が40dBHL(dBHL:dB Hearing Level)の場合のHTL、MCL、UCLの値は以下のように算出される。
HTL=40(HTM(入力値)<115の場合はHTL=HTL(入力値)、それ以外の場合はHTL=115とする)
UCL=100(HTL<55の場合はUCL=100、それ以外の場合は、UCL=75+HTL/2とする)
MCL=76(MCL=(UCL―HTL)×0.6+HTLとする)
上記HTL、MCL、UCLから40dBSPL、60dBSPL、90dBSPLにおける推奨特性を算出すると以下のようになる。
60dBSPL入力の推奨特性値S60=82.5(S60=MCL+6.5とする)
90dBSPL入力の推奨特性値S90=106.5(S90=UCL+6.5、但し、(UCL+6.5)の値がS60+7.5以上S60+30以下でない場合は、S90はその範囲内の値にする)
40dBSPL入力の推奨特性値S40=63.5(HTL+6.5、但し、(HTL+6.5)の値がS60−20以上S60−5以下でない場合は、S40はその範囲内の値にする)
以上、聴力データ17としてHTLのみが入力された場合について、推奨特性算出例を説明したが、HTLに加えて、MCLまたはUCLの少なくとも1つが聴力データ17として入力された場合でも、同様に推奨特性を算出することもできる。なお、推奨特性算出は、上記の算出方法に限られるものではない。
As an example of the recommended characteristic calculation, a case where only HTL is input as the
HTL = 40 (when HTM (input value) <115, HTL = HTL (input value), otherwise, HTL = 115)
UCL = 100 (If HTL <55, UCL = 100, otherwise UCL = 75 + HTL / 2)
MCL = 76 (MCL = (UCL−HTL) × 0.6 + HTL)
When the recommended characteristics at 40 dBSPL, 60 dBSPL, and 90 dBSPL are calculated from the above HTL, MCL, and UCL, they are as follows.
Recommended 60dBSPL input characteristic value S 60 = 82.5 (S 60 = MCL + 6.5)
Recommended 90dBSPL input characteristic value S 90 = 106.5 (S 90 = UCL + 6.5, where (if UCL + 6.5 value of) is not S 60 +7.5 or S 60 +30 or less, S 90 is within the range Value)
Recommended characteristic value of 40 dBSPL input S 40 = 63.5 (HTL + 6.5, provided that the value of (HTL + 6.5) is not S 60 −20 or more and S 60 −5 or less, S 40 is a value within that range. To do)
As described above, the example of calculating the recommended characteristic has been described for the case where only the HTL is input as the
最適値算出部14が、GA法を用いて、補聴器16の特性を、推奨特性算出部13で得られた推奨特性に近づけていくように音響パラメータの値を変化させていくことによって、音響パラメータの最適値を算出する(ステップ400)。
The optimal
最適値算出部14で得られた音響パラメータの最適値は、設定部15によって、補聴器16の音響パラメータ記憶部18に保存される(ステップ500)。保存された音響パラメータは、信号処理部19が、入力信号を処理して出力する際の、出力特性を決定するために使用される。以上で、補聴器16の補聴器調整は終了する(ステップ600)。
The optimum value of the acoustic parameter obtained by the optimum
最適値算出部14が、GA法を用いて、音響パラメータの最適値を算出する処理(図2におけるステップ400)について詳細の手順を以下に説明する。図3は、音響パラメータの最適値を算出する処理の詳細を示すフローチャートである。
The detailed procedure of the process (step 400 in FIG. 2) in which the optimum
まず、処理が開始されると(ステップ401)、個体群作成部141が、遺伝的アルゴリズムで使用する個体を作成する(ステップ402)。例えば、個体群作成部141は、補聴器の特性を決定する音響パラメータの中で可変させる対象となる音響パラメータをランダムに分布させ、ビット化し、あらかじめ設定されている個数のA個個体を作成する。音響パラメータとしては、例えば、ボリューム、各チャネル(周波数を4つ等に分割した各帯域)の利得、入力レベルと出力レベルの圧縮比を示すコンプレッション比、圧縮を解除するレベルを示すTKレベル(Threshold Kneepoint)等がある。これらの音響パラメータがとりうる解の集合をランダムに生成する。ランダムに生成された解は、それぞれビット化される。ビット化されたそれぞれの解が1個体となる。すなわち、音響パラメータが取りうる値のうち1パターンを表すデータが1個体となる。なお、音響パラメータの解の集合の生成方法は、これに限られない。例えば、音響パラメータの解の集合は、あらかじめ設定された範囲内の値でランダムに生成されてもよい。また、音響パラメータの解を、必ずしもビット化する必要はない。1個体を実数値で表す等、状況に応じて、個体の表現方法を選ぶことができる。
First, when the process is started (step 401), the individual
個体作成部141で作成された各個体について、評価部142が、補聴器特性を算出する(ステップ403)。各個体のビット化されたデータが示す音響パラメータにより補聴器の特性が算出される。例えば、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzおよび4000Hzそれぞれにおいて、40dBSPL、60dBSPL、90dBSPLの入力音圧に対する出力音圧レベル特性が算出される。具体的には、ボリューム、AGCoと各チャネル(周波数を4つ等に分割した各帯域)の利得、コンプレッション比、TKレベルにより、各チャネルのIO特性が算出される。このIO特性により、40dBSPL、60dBSPL、90dBSPLの入力に対する出力が求まり、この値にマイクロフォンの変換効率、イヤホンの変換効率、ICのフィルタ特性を加えることにより特性が算出される。
For each individual created by the
各個体の補聴器特性を基に、評価部142が、各個体の評価値を算出する(ステップ404)。評価値算出の処理は、例えば、ステップ403で算出された個体数分(A個分)のそれぞれの補聴器特性と、図2におけるステップ300で算出された補聴器の推奨特性の差を、例えば、最小二乗法によって、それぞれ評価値に換算する。
この評価値は小さいほど推奨特性に近いことになる。すなわち、個体の評価値が小さい程、その個体の適合度は高いことになる。A個分の評価値が得られると、現在の個体群を元に、評価値に基づいて新たなA個の個体群すなわち次世代の個体群が作成される(ステップ407〜411)。このような、各個体を評価して次世代の個体群を作成する処理は、複数の世代にわたって繰り返される。
Based on the hearing aid characteristics of each individual, the
The smaller the evaluation value, the closer to the recommended characteristic. That is, the smaller the evaluation value of an individual, the higher the fitness of the individual. When A evaluation values are obtained, a new A individual group, that is, a next-generation individual group is created based on the evaluation value based on the current population (
作成された個体群の世代数が2以上の場合は、前世代の最も良い評価値を残すために、前世代の最小評価値の個体(最も適合度が高い個体)と現在の世代の最大評価値の個体(最も適合度が低い個体)が入れ替えられる(ステップ405)。 If the number of generations of the created population is 2 or more, in order to leave the best evaluation value of the previous generation, the individual with the lowest evaluation value of the previous generation (the individual with the highest fitness) and the maximum evaluation of the current generation Individuals of values (individuals with the lowest fitness) are exchanged (step 405).
処理判断部145が、ステップ405で求められた評価値の中で最も推奨特性に近い最小の評価値を、あらかじめ設定されている評価基準値Bと比較する(ステップ406)。最小評価値がBより小さい場合は、最適化されたと判断され、その個体が表す音響パラメータを補聴器16の音響パラメータとして採用され(ステップ412)、最適化処理は終了する(ステップ413)。
The
最小評価値がBより大きい場合は、、処理判断部145が、作成された個体群の世代数と、あらかじめ設定されている最大世代数Cとを比較する(ステップ407)。作成された個体群の世代数が、Cより大きい場合は、現在得られている最小の評価値を持つ個体が表す音響パラメータを、補聴器の音響パラメータとして採用し(ステップ412)、最適化処理を終了する(ステップ413)。作成された個体群の世代数が、Cより小さい場合は、ステップ408〜411の次世代個体群作成処理を行うこととなる。すなわち、次世代個体群の作成は、C回行われることになる。
If the minimum evaluation value is greater than B, the
次世代個体郡の作成処理として、まず、次世代個体群作成部143が、評価値が良い(値が小さい)ものが選ばれる確率が高くなるように2個体を選択する(ステップ408)。
As a process for creating a next-generation individual group, first, the next-generation individual
突然変異部144は、ステップ408で選択された2個体に対し突然変異を行う(ステップ409)。突然変異は、例えば、Nビットの2進数で表される個体の1ビットまたは複数のビットを、あらかじめ設定された突然変異率に従って反転することによって行われる。例えば、突然変異部144は、Nビットの2進数で表される固体の1ビット毎に、突然変異率によりビット反転を行うか判定する。例えば、突然変異率が1(100%)の場合は、必ずビットを反転し、突然変異率が0.5(50%)の場合は、1/2の確率でビットを反転する。Nビット中いくつ反転するかは突然変異率に左右される。
The
また、1固体に対し、ビット反転を行うか否かを、突然変異率によって判定することもできる。この場合、ビット反転を行うと判定された個体において、Nビット中のある1ビット(または複数ビット)が反転される。ここで、突然変異率を、作成された世代数が多くなるに従って、小さくなるように変化させることができる。なお、上記の突然変異の方法は、例であり、突然変異の方法は、これに限られるものではない。 Further, whether or not to perform bit inversion for one solid can be determined by the mutation rate. In this case, in an individual determined to perform bit inversion, one bit (or a plurality of bits) in N bits is inverted. Here, the mutation rate can be changed so as to decrease as the number of generated generations increases. The above-described mutation method is an example, and the mutation method is not limited to this.
次世代個体群作成部143は、これらの2個体の交叉を行う(ステップ410)。この交叉後の2個体が、次世代の個体となる。なお、ステップ409の突然変異処理とステップ410の交叉処理との順番は、前後逆になってもよい。また、突然変異または交叉のいずれか一方を省略することもできる。
The next-generation
ステップ408〜ステップ410の処理は、本実施の形態に限らず、現在知られている様々な自然淘汰および遺伝的組替え方法を用いることができる。
The processing in
次世代の個体数が、あらかじめ作成される個体数Aになるまで次世代個体作成処理(ステップ408〜ステップ410)が繰り返される(ステップ411)。次世代の個体数がAになった場合、ステップ403以降の処理が繰り返される。
The next generation individual creation process (
以上の処理において、ステップ402の個体作成数Aを多くすると、広い探索空間に、より多くの個体がばらまかれることにより、局所的な解に陥ることが少なくなる。しかし、一世代進むために多くの処理が行われ、時間がかかることになる。また、最大世代数Cを増やすことでも、同様に局所的な解に陥ることが少なくなが、最大世代数C分処理を行った場合、世代数を増やした分だけ処理が多く発生し、時間がかかることになる。
In the above processing, when the number A of individuals created in
本実施の形態では、ステップ409において世代数が小さい場合に、突然変異率を大きくし、世代数が多くなるにつれて突然変異率を小さくしていく手法を用いることにより、個体数が少なく、また最大世代数を多くしなくともより広い空間を探索できることになり、局所的な解に陥ることが少なくでき、更に処理時間の増加を防ぐことが可能となる。
In the present embodiment, when the number of generations is small in
また、本実施の形態においては、突然変異率を、世代数に応じて変化させる場合を例示したが、本発明はこれに限られるものではない。GA法で用いられるパラメータである、個体数、個体の分割数、世代数等を世代数に応じて動的に変化させることにより、広い探索空間に対し少ない個体数、少ない世代数で補聴器の推奨特性と補聴器の特性を効率良く近づけることができ、補聴器装用者、および補聴器調整者への負担を少なくすることができる。 Further, in the present embodiment, the case where the mutation rate is changed according to the number of generations is illustrated, but the present invention is not limited to this. Hearing aid is recommended with a small number of individuals and a small number of generations in a wide search space by dynamically changing the number of individuals, the number of individuals divided, the number of generations, etc., which are parameters used in the GA method, according to the number of generations. The characteristics and the characteristics of the hearing aid can be brought close to each other efficiently, and the burden on the hearing aid wearer and the hearing aid adjuster can be reduced.
以上のように、本発明はGA法を用いて自動的に解を探索して行く方法において処理時間の短縮、各種パラメータの精度を上げることについて有用である。 As described above, the present invention is useful for shortening the processing time and increasing the accuracy of various parameters in a method of automatically searching for a solution using the GA method.
1 従来例の遺伝的アルゴリズム(GA法)を用いて最適化開始処理
2 個体作成処理
3 補聴器へ個体情報の書込処理
4 個体の評価処理
5 次行程分岐処理
6 交叉対象個体選択処理
7 突然変異処理
8 交叉処理
9 次世代個体数比較処理
10 補聴器パラメータ作成処理
11 従来例の補聴器調整終了処理
12 入力部
13 推奨特性算出部
14 最適値算出部
141 個体群作成部
142 評価部
143 次世代個体群作成部
144 突然変異部
145 処理判断部
15 設定部
16 補聴器
17 聴力データ
18 音響パラメータ記憶部
19 信号処理部
20 補聴器調整装置
100 補聴器調整開始処理
200 補聴器装用者の聴力レベル入力処理
300 補聴器の推奨特性算出処理
400 遺伝的アルゴリズム(GA法)を用いて最適化処理
401 遺伝的アルゴリズム(GA法)を用いて最適化開始処理
402 個体作成処理
403 個体の補聴器特性算出処理
404 個体の評価値算出処理
405 最小評価値保持処理
406 最小評価値比較処理
407 世代数比較処理
408 交叉対象個体選択処理
409 突然変異処理
410 交叉処理
411 次世代個体数比較処理
412 個体から音響パラメータ作成処理
413 遺伝的アルゴリズム(GA法)を用いて最適化終了処理
500 補聴器調整終了処理
1 Optimization start processing using conventional genetic algorithm (GA method) 2
Claims (8)
前記補聴器を使用する者の聴力を表すデータを入力する入力部と、
前記補聴器が備えるべき特性である推奨特性を、前記データに基づいて算出する推奨特性算出部と、
前記推奨特性に基づいて前記音響パラメータの最適値を算出する最適値算出部と、
前記最適値算出部で得られた前記音響パラメータの最適値を前記補聴器に設定する設定部とを備える補聴器調整装置。 A hearing aid adjustment device for adjusting the characteristics of a hearing aid by setting acoustic parameters,
An input unit for inputting data representing the hearing ability of the person using the hearing aid;
A recommended characteristic that is a characteristic that the hearing aid should have, a recommended characteristic calculation unit that calculates based on the data;
An optimum value calculating unit for calculating an optimum value of the acoustic parameter based on the recommended characteristics;
A hearing aid adjustment apparatus comprising: a setting unit that sets an optimum value of the acoustic parameter obtained by the optimum value calculation unit in the hearing aid.
前記最適値算出部は、
前記音響パラメータが取りうる値のうちの1パターンを表すデータを1個体として、複数の個体を作成する個体群作成部と、
前記個体群を入力データとして、前記個体群中の各個体が表す前記音響パラメータの値により決定される補聴器の特性と、前記推奨特性とを比較することによって前記各個体の適合度を評価する評価部と、
前記音響パラメータの最適値を示す個体が得られたか否かを判断し、得られたと判断した場合は、最適値算出処理を終了させる判断部と、
前記判断部で、最適値が得られていないと判断された場合に、前記評価部での評価に基づいて、次世代の新たな個体群を作成し、当該個体群を前記評価部へ入力データとして渡す次世代個体群作成部とを備える請求項1に記載の補聴器調整装置。 The optimal value calculation unit calculates an optimal value of the acoustic parameter using a genetic algorithm,
The optimum value calculation unit includes:
An individual group creation unit that creates a plurality of individuals, with one piece of data representing one pattern of values that the acoustic parameter can take,
Evaluation that evaluates the fitness of each individual by comparing the recommended characteristics with the characteristics of the hearing aid determined by the value of the acoustic parameter represented by each individual in the individual group using the individual group as input data And
It is determined whether or not an individual indicating the optimal value of the acoustic parameter has been obtained, and if it is determined that it has been obtained, a determination unit that ends the optimal value calculation process;
When the determination unit determines that the optimum value has not been obtained, a new generation of the next generation is created based on the evaluation by the evaluation unit, and the individual group is input to the evaluation unit. The hearing aid adjustment device according to claim 1, further comprising:
前記突然変異率は、前記次世代個体群作成部が作成した個体群の世代数に応じて変化する請求項2に記載の補聴器調整装置。 The next generation population creation unit includes a mutation unit that mutates the data of the individual based on a mutation rate,
The hearing aid adjustment device according to claim 2, wherein the mutation rate changes according to the number of generations of the population created by the next-generation population creation unit.
前記補聴器を使用する者の聴力を表すデータを入力する入力処理と、
前記補聴器が備えるべき特性である推奨特性を算出する推奨特性算出処理と、
前記推奨特性に基づいて前記音響パラメータの最適値を算出する最適値算出処理と、
前記最適値算出処理で得られた前記音響パラメータの最適値を前記補聴器に設定する設定処理とをコンピュータに実行させる補聴器調整プログラム。 A hearing aid adjustment program for adjusting the characteristics of a hearing aid by setting acoustic parameters,
An input process for inputting data representing the hearing ability of the person using the hearing aid;
Recommended characteristic calculation processing for calculating a recommended characteristic that is a characteristic that the hearing aid should have,
An optimal value calculation process for calculating an optimal value of the acoustic parameter based on the recommended characteristics;
A hearing aid adjustment program for causing a computer to execute a setting process for setting an optimum value of the acoustic parameter obtained by the optimum value calculation process in the hearing aid.
前記最適値算出処理は、
前記音響パラメータが取りうる値のうちの1パターンを表すデータを1個体として、複数の個体を作成する個体群作成処理と、
前記個体群を入力データとして、前記個体群中の各個体が表す前記音響パラメータの値により決定される補聴器の特性と、前記推奨特性とを比較することによって前記各個体の適合度を評価する評価処理と、
前記音響パラメータの最適値を示す個体が得られたか否かを判断し、得られたと判断した場合は、最適値算出処理を終了させる判断処理と、
前記判断処理で、最適値が得られていないと判断された場合に、前記評価処理での評価に基づいて、次世代の新たな個体群を作成し、当該個体群を入力データとして前記評価処理を行わせる次世代個体群作成処理とを含む請求項5に記載の補聴器調整プログラム The optimal value calculation process is to calculate an optimal value of the acoustic parameter using a genetic algorithm,
The optimum value calculation process includes:
Individual group creation processing for creating a plurality of individuals, with one piece of data representing one pattern of values that the acoustic parameter can take,
Evaluation that evaluates the fitness of each individual by comparing the recommended characteristics with the characteristics of the hearing aid determined by the value of the acoustic parameter represented by each individual in the individual group using the individual group as input data Processing,
It is determined whether or not an individual indicating the optimum value of the acoustic parameter has been obtained, and if it is determined that it has been obtained, a determination process for terminating the optimum value calculation process;
When it is determined that the optimum value is not obtained in the determination process, a new generation of the next generation is created based on the evaluation in the evaluation process, and the evaluation process is performed using the individual group as input data. The hearing aid adjustment program according to claim 5, further comprising:
前記突然変異率は、前記次世代個体群作成処理で作成された個体群の世代数に応じて変化する請求項6に記載の補聴器調整プログラム。 The next generation population creation process includes a mutation process for mutating the data of the individual based on a mutation rate,
The hearing aid adjustment program according to claim 6, wherein the mutation rate changes according to the number of generations of the population created by the next-generation population creation processing.
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