JP2024003859A - 信号処理装置、認知機能改善システム、信号処理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが振幅変調された音響信号に応じた音を聴取したことにより期待される認知機能改善効果の把握を可能とする技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様の信号処理装置は、振幅変調により生成された音響信号であってガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有する音響信号を出力する信号出力手段と、信号出力手段により出力された音響信号の情報を記憶する記憶手段と、記憶手段により記憶された情報に基づいて決定されたスコアであって信号出力手段により出力された音響信号に応じた認知機能改善効果の大きさに関するスコアを出力するスコア出力手段と、を有する。
【選択図】図３

Description

本開示は、信号処理装置、認知機能改善システム、信号処理方法、およびプログラムに関する。

１秒間に４０回程度の頻度でパルス性の音刺激を生物に知覚させ、生物の脳内でガンマ波を誘発させると、生物の認知機能改善に効果があるという研究報告がある（非特許文献１参照）。
ガンマ波とは、脳の皮質の周期的な神経活動を、脳波や脳磁図といった電気生理学的手法により捉えた神経振動のうち、周波数がガンマ帯域（２５～１４０Ｈｚ）に含まれるものを指す。

特許文献１には、脳波の同調を誘導する刺激周波数に相当する律動的な刺激を作成するために、音波またはサウンドトラックの振幅を増大または減少させることにより、音量を調節することが開示されている。

特表2020-501853号公報

Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer’s-Associated Pathology and Improves Cognition Cell 2019 Apr 4;177(2):256-271.e22. doi: 10.1016/j.cell.2019.02.014.

認知機能改善効果を期待するユーザが振幅変調された音響信号を聴く場合に、聴取した音がどの程度の効果を奏するのかを認識できないと、ユーザが変調された音響信号を聴き続けるモチベーションを維持できないことが考えられる。その結果、ユーザが認知機能改善効果を得るために十分な量の聴取を行えないおそれがある。

本開示の目的は、ユーザが振幅変調された音響信号に応じた音を聴取したことにより期待される認知機能改善効果の把握を可能とする技術を提供することである。

本開示の一態様の信号処理装置は、振幅変調により生成された音響信号であってガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有する音響信号を出力する信号出力手段と、信号出力手段により出力された音響信号の情報を記憶する記憶手段と、記憶手段により記憶された情報に基づいて決定されたスコアであって信号出力手段により出力された音響信号に応じた認知機能改善効果の大きさに関するスコアを出力するスコア出力手段と、を有する。

本実施形態の音響システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の一態様の説明図である。 本実施形態の聴取履歴データベースのデータ構造を示す図である。 本実施形態の音響信号処理のフローチャートである。 本実施形態のスコア提示処理のフローチャートである。 本実施形態のスコア提示処理において用いられるスコア関数の例を示す図である。 本実施形態のスコア提示処理におけるスコアの提示例を示す図である。 変形例１の音響システムの構成を示すブロック図である。 変形例１のユーザ端末の構成を示すブロック図である。 変形例１のスコア提示処理におけるスコアの提示例を示す図である。 変形例２の音響システムの構成を示すブロック図である。 変形例２の音響信号処理のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（１）音響システムの構成
音響システムの構成について説明する。図１は、本実施形態の音響システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、音響システム１は、信号処理装置１０と、音響出力装置３０と、音源装置５０とを備える。

信号処理装置１０と音源装置５０は、音響信号を伝送可能な所定のインタフェースを介して互いに接続される。インタフェースは、例えば、ＳＰＤＩＦ（Sony Philips Digital Interface）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、ピンコネクタ（ＲＣＡピン）、またはヘッドホン用のオーディオインターフェースである。インタフェースは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いた無線インタフェースであってもよい。信号処理装置１０と音響出力装置３０は同様に、所定のインタフェースを介して互いに接続される。本実施形態における音響信号は、アナログ信号とデジタル信号との何れか又は両方を含む。

信号処理装置１０は、音源装置５０から取得した入力音響信号に対して音響信号処理を行う。信号処理装置１０による音響信号処理は、少なくとも音響信号の変調処理（詳細は後述する。）を含む。また、信号処理装置１０による音響信号処理は、音響信号の変換処理（例えば、分離、抽出、または合成）を含み得る。さらに、信号処理装置１０による音響信号処理は、例えばＡＶアンプと同様の音響信号の増幅処理をさらに含み得る。信号処理装置１０は、音響信号処理によって生成した出力音響信号を音響出力装置３０へ送出する。信号処理装置１０は、情報処理装置の一例である。

音響出力装置３０は、信号処理装置１０から取得した出力音響信号に応じた音を発生させる。音響出力装置３０は、例えば、ラウドスピーカ（アンプ内蔵スピーカ（パワードスピーカ）を含み得る。）、ヘッドホン、イヤホン、またはスマートスピーカである。
音響出力装置３０は、信号処理装置１０とともに、一装置として構成することもできる。具体的には、信号処理装置１０および音響出力装置３０は、ＴＶ、ラジオ、音楽プレーヤ、ＡＶアンプ、スピーカ、ヘッドホン、イヤホン、スマートフォン、ＰＣ（タブレットＰＣを含む。以下同じ）、またはスマートスピーカに実装可能である。信号処理装置１０および音響出力装置３０は、認知機能改善システムを構成する。

音源装置５０は、入力音響信号を信号処理装置１０へ送出する。音源装置５０は、例えば、ＴＶ、ラジオ、音楽プレーヤ、スマートフォン、ＰＣ、電子楽器、電話機、ゲーム機、遊技機、または、放送もしくは情報通信により音響信号を搬送させる装置である。

（１－１）信号処理装置の構成
信号処理装置の構成について説明する。図２は、本実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、信号処理装置１０は、記憶装置１１と、プロセッサ１２と、入出力インタフェース１３と、通信インタフェース１４とを備える。信号処理装置１０は、ディスプレイ２１に接続される。

記憶装置１１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、ストレージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。プログラム及びデータは、ネットワークを介して提供されてもよいし、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供されてもよい。

プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ＯＳ（Operating System）のプログラム
・情報処理を実行するアプリケーションのプログラム

データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ（つまり、情報処理の実行結果）

プロセッサ１２は、記憶装置１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、信号処理装置１０の機能を実現するコンピュータである。なお、信号処理装置１０の機能の少なくとも一部が、１又は複数の専用の回路により実現されてもよい。プロセッサ１２は、例えば、以下の少なくとも１つである。
・ＣＰＵ（Central Processing Unit）
・ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）
・ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）
・ＦＰＧＡ（Field Programmable Array）
・ＤＳＰ（Digital Signal Processor）

入出力インタフェース１３は、信号処理装置１０に接続される入力デバイスから情報（例えばユーザの指示）を取得し、かつ、信号処理装置１０に接続される出力デバイスに情報（例えば、画像、または制御信号）を出力するように構成される。
入力デバイスは、例えば、音源装置５０、物理ボタン、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。
出力デバイスは、例えば、ディスプレイ２１、音響出力装置３０、発光素子、音響出力装置３０とは異なるスピーカ、又は、それらの組合せである。

さらに、入出力インタフェース１３は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、増幅器、ミキサ、フィルタ、などの信号処理用ハードウェアを含み得る。

通信インタフェース１４は、信号処理装置１０と外部装置（例えば、音響出力装置３０、または音源装置５０）との間の通信を制御するように構成される。

ディスプレイ２１は、画像（静止画、または動画）を表示するように構成される。ディスプレイ２１は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイである。或いは、ディスプレイ２１は、７セグメントディスプレイであってもよい。

（２）実施形態の一態様
本実施形態の一態様について説明する。図３は、本実施形態の一態様の説明図である。

図３に示すように、信号処理装置１０は、音源装置５０から音響信号（入力音響信号）を取得する。信号処理装置１０は、音響信号に対して振幅変調処理を施す。信号処理装置１０は、生成した音響信号（出力音響信号）を音響出力装置３０に出力させる。出力音響信号は、ガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有しているため、ユーザＵＳ１が出力音響信号による音を聴取すると、当該ユーザＵＳ１の脳内でガンマ波が誘発される（脳波がガンマ周波数に同期される）。これにより、認知機能の改善（例えば、認知症の治療、または予防）の効果が期待できる。他方、信号処理装置１０は、認知機能の改善のための音（出力音響信号に応じて音響出力装置３０が発する音）に対するユーザＵＳ１の聴取履歴（「出力された音響信号の情報」の一例）を保存する。一例として、信号処理装置１０は、どのような特徴量を備える音響信号にどのような振幅変調を施して出力音響信号を生成したか、ならびにユーザＵＳ１が当該出力音響信号による音をどの程度の再生音量でどの程度の期間に亘って聴取したのか、に関する情報を、後述する聴取履歴データベースに保存する。

信号処理装置１０は、保存した聴取履歴に基づいて、ユーザＵＳ１が聴取した音に応じた認知機能の改善効果の大きさに関するスコアを算出し、当該スコアをユーザＵＳ１に提示する。これにより、ユーザＵＳ１は、自らの聴取行動によってどの程度の認知機能の改善効果を期待できるかを把握できるので、認知機能の改善のための音の聴取を継続するモチベーションを維持しやすくなる。

（３）データベース
本実施形態のデータベースについて説明する。以下のデータベースは、記憶装置１１に記憶される。或いは、データベースは、信号処理装置１０がアクセス可能な外部装置（例えばサーバ）の備える記憶装置に記憶されてもよい。この場合に、複数の異なる信号処理装置１０に関する情報が１つのデータベースに集約されていてもよい。

（３－１）聴取履歴データベース
本実施形態の聴取履歴データベースについて説明する。図４は、本実施形態の聴取履歴データベースのデータ構造を示す図である。

聴取履歴データベースには、聴取履歴が格納される。聴取履歴は、認知機能の改善のための音に対するユーザの聴取行動に関するログ情報である。

図４に示すように、聴取履歴データベースは、「ＩＤ」フィールドと、「開始日時」フィールドと、「終了日時」フィールドと、「変調方法」フィールドと、「特徴量」フィールドと、「再生音量」フィールドとを含む。各フィールドは、互いに関連付けられている。

「ＩＤ」フィールドには、聴取履歴ＩＤが格納される。聴取履歴ＩＤは、聴取履歴を識別する情報である。

「開始日時」フィールドには、開始日時情報が格納される。開始日時情報は、対応する聴取履歴において、出力音響信号の再生を開始した日時に関する情報である。

「終了日時」フィールドには、終了日時情報が格納される。終了日時情報は、対応する聴取履歴において、出力音響信号の再生を終了した日時に関する情報である。つまり、開始日時情報および終了日時情報に基づいて、ユーザが出力音響信号による音を聴取した期間を特定することができる。

「変調方法」フィールドには、変調方法情報が格納される。変調方法情報は、対応する聴取履歴において入力音響信号から出力音響信号を生成するために行われた処理に関する情報である。例えば、変調方法情報は、以下の少なくとも１つに関する情報を含むことができる。
・振幅変調に用いた変調関数
・変調度
・振幅変調が適用された音響信号
・振幅変調が適用されていない音響信号
ここで、入力音響信号に基づいて複数の音響信号を含む中間音響信号（詳細は後述）を生成し、当該複数の音響信号に対して個別に振幅変調の適用／非適用が決定される場合に、当該複数の音響信号の各々は「振幅変調が適用された音響信号」または「振幅変調が適用されていない音響信号」のいずれかに該当する。同様に、入力音響信号が複数の音響信号からなり、当該複数の音響信号に対して個別に振幅変調の適用／非適用が決定される場合に、当該複数の音響信号の各々は「振幅変調が適用された音響信号」または「振幅変調が適用されていない音響信号」のいずれかに該当する。これらの場合に、振幅変調が適用された音響信号のそれぞれについて、振幅変調に用いた関数または変調度が異なり得るため、変調方法情報は各音響信号の「振幅変調に用いた関数」または「変調度」に関する情報を含むことができる。

「特徴量」フィールドには、特徴量情報が格納される。特徴量情報は、対応する聴取履歴において振幅変調が適用された音響信号の特徴量に関する情報である。例えば、特徴量情報は、以下の少なくとも１つに関する情報を含むことができる。
・周波数領域における振幅、エネルギー又は実効値の分布（例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果）
・時間領域における振幅、エネルギー又は実効値の分布
・音源種別（例えば、ボーカル、楽器、オブジェクト、音楽、会話音声、自然音、または電子音など）
・コンテンツ属性（例えば、音響信号が含まれるＴＶ番組の番組情報）

「再生音量」フィールドには、再生音量情報が格納される。再生音量情報は、対応する聴取履歴における出力音響信号の再生音量に関する情報である。信号処理装置１０は、音響出力装置３０に対して再生音量を指定することにより再生音量情報を制御してもよいし、音響出力装置３０から再生音量情報を取得してもよい。

（４）情報処理
本実施形態の情報処理について説明する。

（４－１）音響信号処理
本実施形態の音響信号処理について説明する。図５は、本実施形態の音響信号処理のフローチャートである。

図５の音響信号処理は、信号処理装置１０のプロセッサ１２が、記憶装置１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって実現される。

図５の音響信号処理は、以下の開始条件のいずれかの成立に応じて開始する。
・他の処理又は外部からの指示によって図５の音響信号処理が呼び出された。
・関係者が図５の音響信号処理を呼び出すための操作を行った。
・信号処理装置１０が所定の状態（例えば電源投入）になった。
・所定の日時が到来した。
・所定のイベント（例えば、信号処理装置１０の起動、または図５の音響信号処理の前回の実行）から所定の時間が経過した。

以降の説明において、関係者とは、例えば以下の少なくとも１人である。
・ユーザ（音響出力装置３０から出力される音を聴くユーザであり、患者と呼ぶこともできる）
・ユーザの家族、友人、または知人
・医療関係者（例えばユーザの担当医、看護師、医療技師）
・介護関係者（例えばユーザの担当介護者）
・入力音響信号に対応するコンテンツの作成者、または提供者
・信号処理装置１０の提供者
・ユーザが利用する施設の管理者
・保険会社
・ユーザと同一コミュニティに属する他のユーザ
・システムの提供者
・上記の関係者に指定された第三者

図５に示すように、信号処理装置１０は、入力音響信号の取得（Ｓ１１０）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、音源装置５０から送出される入力音響信号を受け付ける。
ステップＳ１１０において、信号処理装置１０は、入力音響信号のＡ／Ｄ変換をさらに行ってもよい。

入力音響信号は、例えば、以下の少なくとも１つに対応する。
・音楽コンテンツ（例えば、歌唱、演奏、またはそれらの組み合わせ（つまり、楽曲）。動画コンテンツに付随する音声コンテンツを含み得る。）
・音声コンテンツ（例えば、朗読、ナレーション、アナウンス、放送劇、独演、会話、独言、またはそれらの組み合わせの音声など。動画コンテンツに付随する音声コンテンツを含み得る。）
・他の音響コンテンツ（例えば、電子音、環境音、または機械音）
ただし、歌唱、または音声コンテンツは、人間の発声器官により発せられる音声に限られず、音声合成技術により生成された音声を含み得る。

ステップＳ１１０の後に、信号処理装置１０は、出力音響信号の生成（Ｓ１１１）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ１１０において取得した入力音響信号の少なくとも部分的に振幅変調を施すことで、出力音響信号を生成する。

出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第１例として、信号処理装置１０は、入力音響信号に基づいて異なる特徴を備える複数の音響信号を含む中間音響信号を生成する。ここで、特徴は、関係者による入力操作又は外部からの指示に基づいて決定されてもよいし、アルゴリズムによって決定されてもよい。例えば、信号処理装置１０は、入力音響信号を解析した結果に基づいて、中間音響信号を生成するための特徴を決定してもよい。

特徴は、例えば以下の少なくとも１つであってよい。
・音の特徴（特に、質的特徴）
・周波数の特徴
・時間の特徴
・振幅の特徴
・出力の特徴

信号処理装置１０は、中間音響信号に含まれる複数の音響信号から振幅変調を適用する１以上の音響信号（以下、「対象信号」という）を選択する。いずれの音響信号を対象信号として選択するかは、関係者による入力操作又は外部からの指示に基づいて決定されてもよいし、アルゴリズムによって決定されてもよい。例えば、信号処理装置１０は、音響信号の特徴（音声と音楽のバランス、音量変化、音楽の種類、音色、又はその他の特徴）に基づいて、対象信号を決定してもよい。これにより信号処理装置１０は、変調による認知機能の改善効果がより高くなるように対象信号を選択したり、ユーザに与える違和感がより小さくなるように対象信号を選択したりできる。ただし、信号処理装置１０は、中間音響信号に含まれる複数の音響信号全てを対象信号として取り扱ってもよい。

信号処理装置１０は、選択した対象信号に対して振幅変調を行う。一例として、信号処理装置１０は、対象信号に対して、ガンマ波に対応する周波数（例えば、３５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下の周波数）を持つ変調関数を用いた振幅変調を行う。具体的には、３５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下の周期性を有する変調関数をＡ（ｔ）とし、変調前の音響信号の波形を表す関数をＸ（ｔ）とし、変調済み音響信号の波形を表す関数をＹ（ｔ）とした場合に、
Ｙ（ｔ）＝Ａ（ｔ）・Ｘ（ｔ）
となる。これにより、対象信号には、上記周波数に対応する振幅の変化が付加される。ここで、信号処理装置１０は、対象信号の振幅変調に用いる変調関数または当該振幅変調の変調度を決定してもよい。変調関数または変調度は、関係者による入力操作又は外部からの指示に基づいて決定されてもよいし、アルゴリズムによって決定されてもよい。また、信号処理装置１０は、複数の対象信号に対して共通の変調関数または変調度を決定してもよいし、複数の対象信号に対して個別に変調関数または変調度を決定してもよい。

信号処理装置１０は、中間音響信号に含まれる複数の音響信号のうち対象信号として選択しなかった音響信号（以下、「非対象信号」という）と、変調済み対象信号とに基づいて、出力音響信号を生成する。つまり、信号処理装置１０は、非対象信号および変調済み対象信号を出力音響信号へ変換する。具体的には、信号処理装置１０は、非対象信号および変調済み対象信号のうち２以上の音響信号を合成したり、非対象信号および変調済み対象信号の少なくとも１つから音響信号を抽出または分離したりする。音響信号の合成方法は限定されないが、例えば、信号の合算処理、ＨＲＴＦ（Head Related Transfer Function）畳込処理、音源の位置情報を付与する伝達関数の畳込処理、またはこれらの畳込処理をしたのちに合算する処理が含まれ得る。また、信号処理装置１０は、出力音響信号の増幅、音量調節、またはＤ／Ａ変換の少なくとも１つをさらに行ってよい。他方、非対象信号および変調済み対象信号が音響出力装置３０の出力形式に合致する場合（例えば、非対象信号および変調済み対象信号が、音響出力装置３０としてのサラウンドシステムを構成する各スピーカに関連付けられるマルチチャンネル音響信号に相当する場合）に、かかる変換は不要である。この場合、非対象信号と変調済み対象信号とが出力音響信号として扱われる。

出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第２例では、入力音響信号が異なる特徴を備える複数の音響信号を含む。信号処理装置１０は、入力音響信号に含まれる複数の音響信号から振幅変調を適用する１以上の音響信号を選択する。出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第２例は、上記第１例の説明を「中間音響信号」を「入力音響信号」として適宜読み替えることで理解可能である。

出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第３例では、信号処理装置１０は、入力音響信号に対して振幅変調を行う。入力音響信号に対する振幅変調は、出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第１例で説明した対象信号に対する振幅変調と同様である。これにより、入力音響信号には、ガンマ波の周波数に対応する振幅の変化が付加される。ここで、信号処理装置１０は、入力音響信号の振幅変調に用いる変調関数または当該振幅変調の変調度を決定してもよい。変調関数または変調度は、関係者による入力操作又は外部からの指示に基づいて決定されてもよいし、アルゴリズムによって決定されてもよい。

信号処理装置１０は、変調済み入力音響信号に基づいて、出力音響信号を生成する。つまり、信号処理装置１０は、変調済み入力音響信号を出力音響信号へ変換する。具体的には、信号処理装置１０は、変調済み入力音響信号が複数の音響信号からなる場合に当該複数の音響信号のうち２以上を合成したり、変調済み入力音響信号から音響信号を抽出または分離したりする。音響信号の合成方法の詳細は、出力音響信号の生成（Ｓ１１１）の第１例で説明したとおりである。他方、変調済み入力音響信号が音響出力装置３０の出力形式に合致する場合（例えば、変調済み入力音響信号が、音響出力装置３０としてのサラウンドシステムを構成する各スピーカに関連付けられるマルチチャンネル音響信号に相当する場合）に、かかる変換は不要である。この場合、変調済み入力音響信号が出力音響信号として扱われる。

ステップＳ１１１の後に、信号処理装置１０は、出力音響信号の送出（Ｓ１１２）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ１１１において生成した出力音響信号を音響出力装置３０へ送出する。音響出力装置３０は、出力音響信号に応じた音を発生する。

ステップＳ１１２の後に、信号処理装置１０は、聴取履歴の保存（Ｓ１１３）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、例えば以下の少なくとも１つを含む聴取履歴を聴取履歴データベース（図４）に保存する。
・ステップＳ１１１において振幅変調を適用した音響信号の特徴量に関する情報
・ステップＳ１１１において行われた振幅変調の変調方法に関する情報
・音響出力装置３０が、ステップＳ１１２において送出した出力音響信号の再生を開始した日時に関する情報
・ステップＳ１１２において送出した出力音響信号の再生時に音響出力装置３０に設定されていた再生音量に関する情報
・音響出力装置３０が、ステップＳ１１２において送出した出力音響信号の再生を終了した日時に関する情報

信号処理装置１０は、ステップＳ１１３を以て、図５の音響信号処理を終了する。
なお、信号処理装置１０は、一定の再生期間を有する入力音響信号（例えば１曲の音楽コンテンツ）に対して図５の音響信号処理をまとめて行ってもよいし、入力音響信号の所定の再生区間ごと（例えば１００ｍｓごと）に図５の音響信号処理を繰り返し行ってもよい。あるいは、信号処理装置１０は、例えばアナログ信号処理による変調のように、入力される音響信号に対して連続的に変調処理を行って変調済みの音響信号を出力してもよい。図５に示す音響信号処理は、特定の終了条件（例えば、一定時間が経過したこと、関係者による操作が行われたこと、または変調済みの音の出力履歴が所定の状態に達したこと）に応じて終了してもよい。

（４－２）スコア提示処理
本実施形態のスコア提示処理について説明する。図６は、本実施形態のスコア提示処理のフローチャートである。図７は、本実施形態のスコア提示処理において用いられるスコア関数の例を示す図である。図８は、本実施形態のスコア提示処理におけるスコアの提示例を示す図である。

図６のスコア提示処理は、以下の開始条件のいずれかの成立に応じて開始する。
・他の処理又は外部からの指示によって図６のスコア提示処理が呼び出された。
・関係者が図６のスコア提示処理を呼び出すための操作を行った。
・信号処理装置１０が所定の状態（例えば電源投入）になった。
・所定の日時が到来した。
・所定のイベント（例えば、信号処理装置１０の起動、新たな聴取履歴の保存、または図６のスコア提示処理の前回の実行）から所定の時間が経過した。

図６に示すように、信号処理装置１０は、聴取履歴の取得（Ｓ１２０）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、聴取履歴データベース（図４）からユーザの聴取履歴を取得する。一例として、信号処理装置１０は、開始日時情報または終了日時情報の少なくとも１つがスコア算出の対象となる期間（以下、「対象期間」という）に属する聴取履歴を聴取履歴データベースから抽出する。ここで、対象期間は、以下のいずれであってもよい。
・図６のスコア提示処理が実行された時が属する日、週、または月
・図６のスコア提示処理が実行された時から過去に遡った所定期間
・関係者によって指定された期間
・アルゴリズムに従って指定された期間

ステップＳ１２０の後に、信号処理装置１０は、スコアの算出（Ｓ１２１）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ１２０において取得した聴取履歴に基づいて、各聴取履歴に対応するスコアを算出する。一例として、信号処理装置１０は、聴取履歴に含まれる要素（例えば、音の聴取期間、出力音響信号の再生音量、音響信号に対して適用された振幅変調の変調方法、振幅変調が適用された音響信号の特徴量、またはそれらの組み合わせ）に対応するスコアを導出するためのスコア関数を参照可能である。スコア関数は、記憶装置１１に保存されていてもよいし、信号処理装置１０がアクセス可能な外部装置（例えばサーバ）の備える記憶装置に記憶されてもよい。

ここで、スコアは、認知機能の改善効果の程度を表現し、音刺激による脳波惹起量（すなわち、ガンマ波がどの程度誘発されたか）、各時刻における脳波同期度から算出した指標（すなわち、ガンマ波の同期がどの程度の時間実現されていたか）、又は各時刻における脳波惹起比率から算出した指標（すなわち、ガンマ波が他の脳波の帯域に比べてどの程度誘発されていたかの履歴）の推定結果と相関するように定義される。一例として、スコアは、脳波惹起量の増加に対して増加（例えば線形に増加）するように定められる。別の例として、スコアは、脳波惹起量が第１閾値未満の範囲では殆ど増加せず、脳波惹起量が第１閾値を超えてから脳波惹起量の増加に対して増加するように定められる。さらなる別の例として、スコアは、脳波惹起量が第２閾値未満の範囲では脳波惹起量の増加に対して増加し、脳波惹起量が第２閾値を超えてから殆ど増加しない（つまり飽和する）ように定められる。多様な音響信号を多様な条件下で被験者に聴取させた場合の当該被験者の脳波惹起量を脳波計で計測することで、聴取履歴に含まれる要素と脳波惹起量との関係を記述することができる。聴取履歴に含まれる要素と脳波惹起量との関係、およびスコアと脳波惹起量との関係に基づいて、聴取履歴に含まれる要素に対応するスコアを導出するためのスコア関数を作成することができる。スコア関数は、聴取履歴の要素を引数とする数式として定義されてもよいし、ルックアップテーブルとして定義されてもよい。

一例として、信号処理装置１０は、図７に示すスコア関数を用いて、聴取履歴に対応するスコアを算出する。図７のスコア関数では、スコアは、聴取期間の増加に対して、増加または維持するように（換言すれば減少しないように）定義される。また、図７のスコア関数では、再生音量Ｃ１の場合のスコアが、再生音量Ｃ２（Ｃ１より小）の場合のスコアよりも高くなるように定義される。

信号処理装置１０は、ステップＳ１２０において複数の聴取履歴を取得した場合に、各聴取履歴に対応するスコアを累積加算することで、対象期間における累積スコアの変遷（つまり、時間対累積スコアの変化）を算出してもよい。

信号処理装置１０は、対象期間におけるユーザの目標スコアが定められている場合に、当該目標スコアに対する累積スコアの割合をユーザの達成度として算出してもよい。目標スコアは、認知機能の改善のために対象期間内にユーザが獲得すべきスコア（つまり、聴取すべき音）の基準に相当する。信号処理装置１０は、一時点の達成度を算出してもよいし、対象期間における達成度の変遷（つまり、時間対達成度の変化）を算出してもよい。

信号処理装置１０は、スコアの算出結果を図示しないデータベースに保存しておいてもよい。これにより、過去に算出したスコアを短時間かつ計算資源の消費を抑えて取得することができる。

ステップＳ１２１の後に、信号処理装置１０は、スコアの提示（Ｓ１２２）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ１２１において算出したスコアを、出力デバイスを介してユーザに提示する。信号処理装置１０は、スコアを、光、音、文字、画像、又は機器の動きの少なくともいずれかを用いて表現することができる。提示の対象となるスコアは、以下の少なくとも１つを含むことができる。
・聴取履歴毎のスコア
・対象期間の任意の時点における累積スコア
・対象期間における累積スコアの変遷
・対象期間の任意の時点における達成度
・対象期間における達成度の変遷
・目標スコアへの未達度

一例として、図８に示すように、信号処理装置１０は、発光素子２２（出力デバイスの一例）の発光状態によって、ユーザに当日の達成度を提示することができる。発光素子２２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。図８の例では、信号処理装置１０は、点灯させる発光素子２２と、消灯させる発光素子２２との組み合わせにより、スコア（達成度）を表現する。このほか、信号処理装置１０は、発光素子２２の発光色、発光強度、点滅パターン、またはそれらの組み合わせによりスコアを表現してもよい。

或いは、信号処理装置１０は、ディスプレイ２１に表示する画像または文字によりスコアを表現してもよいし、スピーカ（出力デバイスの一例）または音響出力装置３０から出力する音によりスコアを表現してもよい。

信号処理装置１０は、ステップＳ１２２を以て、図６のスコア提示処理を終了する。
なお、信号処理装置１０は、図６のスコア提示処理の終了後も、ステップＳ１２２におけるスコアの提示状態を維持してもよい。

（５）小括
以上説明したように、本実施形態の信号処理装置１０は、振幅変調により生成され、かつガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有する音響信号（つまり、出力音響信号）を出力するとともに、当該出力した音響信号の情報（例えば、聴取履歴）を記憶する。信号処理装置１０は、かかる音響信号に応じた認知機能の改善効果の大きさに関するスコアを、記憶した情報に基づいて出力する。これにより、ユーザが採った聴取行動によってどの程度の認知機能の改善効果を期待できるかを把握することができる。

信号処理装置１０は、スコアを、光、音、文字、及び画像の少なくとも何れかにより提示してもよい。これにより、ユーザは、自らの聴取行動によってどの程度の認知機能の改善効果を期待できるかを把握できるので、認知機能の改善のための音の聴取を継続するモチベーションを維持しやすくなる。また、信号処理装置１０は、スコアの変遷を示す情報を提示してもよい。これにより、ユーザは、自らの聴取行動による認知機能の改善効果の把握とともに、過去の聴取行動を振り返りやすくなるので、認知機能の改善のための音の聴取を継続するモチベーションをいっそう維持しやすくなる。

信号処理装置１０によって記憶される音響信号の情報は、当該音響信号が出力された期間、当該音響信号に適用された変調方法、当該音響信号に応じて発せられた音の大きさ（音量）、または当該音響信号の特徴量の少なくとも１つに関する情報を含んでもよい。これにより、いっそう妥当なスコアを得ることができる。

スコアは、認知機能の改善のために所定期間においてユーザが聴取すべき音（に対応する音響信号）の基準と、出力された音響信号との間の関係を示す達成度を含んでもよい。これにより、ユーザに、所定期間において必要とされる聴取行動とのギャップを認識させ、聴取行動の改善を促すことができる。

出力音響信号は、３５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下の周波数に対応する振幅の変化を有していてもよい。これにより、ユーザの脳内においてガンマ波を誘発させ、認知機能の改善効果を得ることができる。

（６）変形例
本実施形態の変形例について説明する。

（６－１）変形例１
変形例１について説明する。変形例１は、ユーザ端末を介してスコアを提示する例である。

（６－１－１）音響システムの構成
音響システムの構成について説明する。図９は、変形例１の音響システムの構成を示すブロック図である。

図９に示すように、音響システム２は、信号処理装置１０と、音響出力装置３０と、音源装置５０と、ユーザ端末７０とを備える。

信号処理装置１０とユーザ端末７０は、ネットワーク（例えば、インターネット又はイントラネット）を介して互いに接続されてもよいし、所定のインタフェース（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた無線インタフェース）を介して互いに接続されてもよい。なお、信号処理装置１０とユーザ端末７０は、図示しない外部装置（例えばサーバ）を介して接続されてもよい。

ユーザ端末７０は、スマートフォン、ＰＣ、タブレット端末、スマートウォッチ、リモコン、イヤホン、スマートスピーカ、無線スピーカ、カーナビ、ＴＶ、ラジオ、音楽プレーヤ、電子楽器、電話機、ゲーム機、または遊技機として実装可能である。ユーザ端末７０は、信号処理装置１０、音響出力装置３０、または音源装置５０の少なくとも１つとともに、一装置として構成することもできる。ユーザ端末７０は、本実施形態において説明したスコアをユーザに提示する機能を備える。加えて、ユーザ端末７０は、以下の少なくとも１つの機能を備えていてよい。
・入力音響信号を選択する機能
・入力音響信号を信号処理装置１０へ送信する機能
・出力音響信号を再生する音響出力装置３０を選択する機能
・再生音量を設定する機能
・出力音響信号の生成方法（例えば、変調方法、２以上の音響信号の合成比率、振幅変調を適用する音響信号の決定法、など）を設定する機能
・出力音響信号を信号処理装置１０から受信する機能（信号処理装置１０およびユーザ端末７０がそれぞれ独立の装置として構成される場合）
・スコアの提示方法を設定する機能
・出力音響信号の再生を開始または停止する機能
・入力音響信号に対する加工（特に、振幅変調）の有効または無効を設定する機能

（６－１－１－１）ユーザ端末の構成
ユーザ端末の構成について説明する。図１０は、変形例１のユーザ端末の構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、ユーザ端末７０は、記憶装置７１と、プロセッサ７２と、入出力インタフェース７３と、通信インタフェース７４とを備える。ユーザ端末７０は、ディスプレイ８１に接続される。

記憶装置７１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置７１は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、ストレージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。プログラム及びデータは、ネットワークを介して提供されてもよいし、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供されてもよい。

プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ＯＳのプログラム
・情報処理を実行するアプリケーションのプログラム

データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理の実行結果

プロセッサ７２は、記憶装置７１に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、ユーザ端末７０の機能を実現するコンピュータである。なお、ユーザ端末７０の機能の少なくとも一部が、１又は複数の専用の回路により実現されてもよい。プロセッサ７２は、例えば、以下の少なくとも１つである。
・ＣＰＵ
・ＧＰＵ
・ＡＳＩＣ
・ＦＰＧＡ
・ＤＳＰ

入出力インタフェース７３は、ユーザ端末７０に接続される入力デバイスから情報（例えユーザの指示）を取得し、かつ、ユーザ端末７０に接続される出力デバイスに情報（例えば画像）を出力するように構成される。
入力デバイスは、例えば、物理ボタン、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。
出力デバイスは、例えば、ディスプレイ８１、スピーカ、又は、それらの組合せである。

通信インタフェース７４は、ユーザ端末７０と外部装置（例えば、信号処理装置１０）との間の通信を制御するように構成される。

ディスプレイ８１は、画像（静止画、または動画）を表示するように構成される。ディスプレイ８１は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイである。

（６－１－２）スコア提示処理
変形例１のスコア提示処理について説明する。図１１は、変形例１のスコア提示処理におけるスコアの提示例を示す図である。

変形例１のスコア提示処理は、本実施形態のスコア提示処理と同様の開始条件の成立に応じて開始する。

信号処理装置１０は、聴取履歴の取得（Ｓ１２０）、およびスコアの算出（Ｓ１２１）を実行する。聴取履歴の取得（Ｓ１２０）、およびスコアの算出（Ｓ１２１）の詳細は、本実施形態において説明したとおりである。

ステップＳ１２１の後に、信号処理装置１０は、スコアの提示（Ｓ１２２）を実行する。
具体的には、変形例１の信号処理装置１０は、ステップＳ１２１において算出したスコアを、ユーザ端末７０を介してユーザに提示する。信号処理装置１０は、スコアの提示に必要な情報（例えば、スコアを特定可能な情報、またはスコアの提示に利用可能な画像、音、文字、もしくは動きに関する情報）をユーザ端末７０へ送信する。

一例として、図１１に示すように、信号処理装置１０は、ユーザ端末７０のディスプレイ８１に表示される画像によって、ユーザに現時点での達成度、およびユーザの当日の達成度の変遷を提示してもよい。図１１の画面は、オブジェクトＡ８１１と、オブジェクトＡ８１２とを含む。

オブジェクトＡ８１１は、現時点でのユーザの達成度を表示する。オブジェクトＡ８１１は、ユーザの達成度を円グラフおよび数字により表現する。

オブジェクトＡ８１２は、ユーザの当日の達成度の変遷を折れ線グラフにより表現する。オブジェクトＡ８１２では、単位時間あたりの達成度の増加率が高かった期間（「高効率」）、単位時間あたりの達成度の増加率が低かった期間（「低効率」）、入力音響信号に対する加工（振幅変調）を無効にしていた期間（「加工ＯＦＦ」）、および出力音響信号の再生が停止していた期間（「音声ＯＦＦ」）が時間軸上で明示される。「高効率」の期間は、認知機能の改善のために対象期間内にユーザが獲得すべきスコアを効率よく獲得した期間と言い換えることができ、「低効率」の期間は、当該スコアの獲得の効率が低かった期間と言い換えることができる。なお、効率の分類は２段階でなく３段階以上であってもよい。また、現在時刻が表示されてもよい。

信号処理装置１０は、ステップＳ１２２を以て、図６のスコア提示処理を終了する。
なお、信号処理装置１０は、図６のスコア提示処理の終了後も、ステップＳ１２２におけるスコアの提示状態を維持してもよい。

（６－１－３）小括
以上説明したように、変形例１の信号処理装置１０は、ユーザ端末７０を介して、スコアを提示する。これにより、ユーザは、自らの聴取行動によってどの程度の認知機能の改善効果を期待できるかを、ユーザ端末７０を介して把握できるので、認知機能の改善のための音の聴取を継続するモチベーションを維持しやすくなる。

なお、スコアの提示は、アプリ画面、またはウェブサイト画面上で行われてもよいし、メールまたはその他のメッセージ（例えば、ＳＮＳ（Social Networking Service）メッセージ、ＳＭＳ（Short Message Service）メッセージ、など）の閲覧画面を用いて提示されてもよい。あるいは、スマートスピーカ、テレビ、スマートウォッチ、カーナビなどの画面にスコア情報が表示されてもよい。

（６－２）変形例２
変形例２について説明する。変形例２は、ユーザの聴取環境を考慮してスコアを算出する例である。

（６－２－１）音響システムの構成
音響システムの構成について説明する。図１２は、変形例２の音響システムの構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、音響システム３は、信号処理装置１０と、音響出力装置３０と、音源装置５０と、センサ９０とを備える。

信号処理装置１０とセンサ９０は、ネットワーク（例えば、インターネット又はイントラネット）を介して互いに接続されてもよいし、所定のインタフェース（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた無線インタフェース）を介して互いに接続されてもよい。

センサ９０は、ユーザの聴取環境に関するセンシングを行う。具体的には、センサ９０は、以下の少なくとも１つに関する物理量を測定する。
・ユーザの聴取位置（特に、音響出力装置３０に対する相対位置）
・音響出力装置３０から発せられた音によってユーザの聴取位置に生じる音圧
・音響出力装置３０から発せられた音の聴取時におけるユーザの振る舞い（例えば、聴取に集中しているか、別のことに注意が向いているか）

センサ９０は、例えば以下の少なくとも１つを含むことができる。
・電波による測位システム（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈのＡｏＡ（Angle of Arrival））を構成する機器（例えば、無線信号を送信または受信する機器）
・測距センサ（例えば、超音波センサ、またはＬＩＤＡＲ（Light Detection And Ranging））
・例えば、椅子、ベッド、または床などに埋め込まれた圧力センサ
・カメラ（可視光カメラ、または赤外線カメラ）
・マイクロホン

（６－２－２）情報処理
変形例２の情報処理について説明する。

（６－２－２－１）音響信号処理
変形例２の音響信号処理について説明する。図１３は、変形例２の音響信号処理のフローチャートである。

変形例２の音響信号処理は、本実施形態の音響信号処理と同様の開始条件の成立に応じて開始する。

図１３に示すように、信号処理装置１０は、入力音響信号の取得（Ｓ１１０）、出力音響信号の生成（Ｓ１１１）、および出力音響信号の送出（Ｓ１１２）を実行する。入力音響信号の取得（Ｓ１１０）、出力音響信号の生成（Ｓ１１１）、および出力音響信号の送出（Ｓ１１２）の詳細は、本実施形態において説明したとおりである。

ステップＳ２１２の後に、信号処理装置１０は、聴取環境の判定（Ｓ２１４）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、センサ９０のセンシング結果を取得する。信号処理装置１０は、センシング結果に基づいて、ユーザの聴取環境を判定する。ユーザの聴取環境は、例えば、以下の少なくとも１つを含むことができる。
・音響出力装置３０からユーザの聴取位置までの距離、またはその分類結果
・音響出力装置３０からユーザの聴取位置までの方向、またはその分類結果
・音響出力装置３０から発せられた音によってユーザの聴取位置に生じる音圧（つまり、音響出力装置３０から発せられた音がどの程度減衰するか）、またはその分類結果
・音響出力装置３０から発せられた音の聴取時におけるユーザの振る舞い（例えば、座っている、寝転がっている、運動している、スマホを操作している、等の活動の種類）

ステップＳ２１４の後に、信号処理装置１０は、聴取履歴の保存（Ｓ１１３）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ２１４における判定結果に関する情報（以下、「聴取環境情報」という）を含む聴取履歴を聴取履歴データベースに保存する。聴取履歴に含むことのできる他の要素は、本実施形態において説明したとおりである。

信号処理装置１０は、ステップＳ１１３を以て、図１３の音響信号処理を終了する。
なお、信号処理装置１０は、一定の再生期間を有する入力音響信号（例えば１曲の音楽コンテンツ）に対して図１３の音響信号処理をまとめて行ってもよいし、入力音響信号の所定の再生区間ごと（例えば１００ｍｓごと）に図１３の音響信号処理を繰り返し行ってもよい。あるいは、信号処理装置１０は、例えばアナログ信号処理による変調のように、入力される音響信号に対して連続的に変調処理を行って変調済みの音響信号を出力してもよい。図１３に示す音響信号処理は、特定の終了条件（例えば、一定時間が経過したこと、関係者による操作が行われたこと、または変調済みの音の出力履歴が所定の状態に達したこと）に応じて終了してもよい。

（６－２－２－２）スコア提示処理
変形例２のスコア提示処理について説明する。

変形例２のスコア提示処理は、本実施形態のスコア提示処理と同様の開始条件の成立に応じて開始する。

信号処理装置１０は、聴取履歴の取得（Ｓ１２０）を実行する。聴取履歴の取得（Ｓ１２０）の詳細は、本実施形態において説明したとおりである。

ステップＳ１２０の後に、信号処理装置１０は、スコアの算出（Ｓ１２１）を実行する。
具体的には、信号処理装置１０は、ステップＳ１２０において取得した聴取履歴に基づいて、各聴取履歴に対応するスコアを算出する。本実施形態と同様に、信号処理装置１０は、スコア関数を用いて、聴取履歴に対応するスコアを算出する。変形例２では、さらに、信号処理装置１０は、聴取履歴に含まれる聴取環境情報に応じて、当該聴取履歴に対応するスコアを補正する。

スコアの算出（Ｓ１２１）の第１例として、信号処理装置１０は、音響出力装置３０からユーザの聴取位置までの距離の増加に対して、スコアを低下または維持するように補正する。一例として、補正前のスコアが同一であるとして、信号処理装置１０は、距離が第１値の場合に、距離が第２値（第２値は第１値よりも小さい）である場合に比べてスコアが小さくなるように補正する。音響出力装置３０から離れた聴取位置では、ユーザに到達する音圧の低下や、室内の反響又は外来音による変調度の相対的な低下が発生し、聴取による認知機能改善効果が低下する可能性があるが、かかる補正を行うことでより妥当なスコアを得ることができる。

スコアの算出（Ｓ１２１）の第２例として、信号処理装置１０は、音響出力装置３０からユーザの聴取位置までの方向と音響出力装置３０の指向性の方向との差（以下、「方向差」という）の大きさの増加に対して、スコアを低下または維持するように補正する。一例として、補正前のスコアが同一であるとして、信号処理装置１０は、方向差が第１値の場合に、方向差が第２値（第２値は第１値よりも小さい）である場合に比べてスコアが小さくなるように補正する。補正量は、音響出力装置３０の指向性の特性（利得特性）に応じて定められてよい。音響出力装置３０の指向性の方向から離れた方向に聴取位置があると、ユーザに到達する音圧の低下又は変調度の低下が発生し、聴取による認知機能改善効果が低下する可能性があるが、かかる補正を行うことでより妥当なスコアを得ることができる。

スコアの算出（Ｓ１２１）の第３例として、信号処理装置１０は、音響出力装置３０から発せられた音によってユーザの聴取位置に生じる音圧の低下又は変調度の低下に対して、スコアを低下または維持するように補正する。一例として、補正前のスコアが同一であるとして、信号処理装置１０は、音圧が第１値の場合に、音圧が第２値（第２値は第１値よりも大きい）である場合に比べてスコアが小さくなるように補正する。ユーザに到達する音圧の低下又は変調度の低下が発生すると、聴取による認知機能の改善効果が低下する可能性があるが、かかる補正を行うことでより妥当なスコアを得ることができる。

スコアの算出（Ｓ１２１）の第４例として、音響出力装置３０から発せられた音の聴取時におけるユーザの振る舞い（例えば、聴取状況、覚醒状態、又はストレス度など）毎に補正量が予め定められており、信号処理装置１０は当該補正量に従ってスコアを補正する。音響出力装置３０から発せられた音の聴取時におけるユーザの振る舞いによって、聴取による認知機能改善効果が変動する可能性があるが、かかる補正を行うことでより妥当なスコアを得ることができる。

ステップＳ１２０の後に、信号処理装置１０は、スコアの提示（Ｓ１２２）を実行する。スコアの提示（Ｓ１２２）の詳細は、本実施形態において説明したとおりである。

（６－２－３）小括
以上説明したように、変形例２の信号処理装置１０は、出力音響信号に対応する音に対するユーザの聴取環境を判定し、当該判定結果にさらに基づいてスコアを算出する。これにより、ユーザの聴取環境が認知機能の改善効果に及ぼす影響を考慮したスコアを得ることができる。

（７）その他の変形例
記憶装置１１は、ネットワークを介して、信号処理装置１０と接続されてもよい。ディスプレイ２１は、信号処理装置１０と一体化されてもよい。記憶装置７１は、ネットワークを介して、ユーザ端末７０と接続されてもよい。ディスプレイ８１は、ユーザ端末７０と一体化されてもよい。

上記の情報処理の各ステップは、信号処理装置１０及びユーザ端末７０の何れでも実行可能である。上記の情報処理のステップの一部を、ユーザ端末７０または図示しない外部装置（例えばサーバ）が実行してもよい。例えば、信号処理装置１０は聴取履歴を外部装置に記憶し、外部装置が聴取履歴に基づいてスコアを算出し、信号処理装置１０は外部装置により算出されたスコアを取得して提示してもよい。この場合、信号処理装置１０は、図６のＳ１２０の処理を省略し、Ｓ１２１において外部装置からスコアを取得してもよい。また例えば、信号処理装置１０は算出されたスコアを外部装置へ送信し、外部装置がスコアを提示してもよい。この場合、信号処理装置は、Ｓ１２２においてスコアを外部装置へ送信する。

上記説明では、信号処理装置１０が１つの音響出力装置３０と接続される例を示した。信号処理装置１０は複数の音響出力装置３０と接続されてもよく、この場合に信号処理装置１０はいずれの音響出力装置３０に出力音響信号を送出するかを選択可能に構成されてよい。

上記説明では、信号処理装置１０が１つの音源装置５０と接続される例を示した。信号処理装置１０は複数の音源装置５０と接続されてもよく、この場合に信号処理装置１０はいずれの音源装置５０から入力音響信号を取得するかを選択可能に構成されてよい。

変形例２では、聴取環境情報を考慮してスコアを算出する例を示した。信号処理装置１０は、他の情報を考慮してスコアを算出してもよい。
第１例として、信号処理装置１０は、出力音響信号に応じた音を聴取するユーザの属性に関する情報（以下、「属性情報」という）を取得し、当該属性情報にさらに基づいてスコアを算出してもよい。属性情報は、例えば、ユーザの年齢、性別、聴力（帯域別の聴力又は音声の聞き取り能力を含み得る）、認知症リスク、過去の聴取履歴（過去の聴取履歴の分析結果を含み得る）、または音聴取に対する嗜好もしくは意思（コミットメント）、過去の脳波測定もしくは心理実験などの結果又はその結果に基づく特徴量、の少なくとも１つを含むことができる。これにより、ユーザの属性が認知機能の改善効果に及ぼす影響を考慮したスコアを得ることができる。信号処理装置１０は、ユーザの識別のために、センサ９０（特に、電波による測位システムを構成する機器、またはカメラ）を用いてもよい。ユーザの聴力を測定するために、信号処理装置１０またはユーザ端末７０に聴力検査機能が実装されてよい。
第２例として、信号処理装置１０は、出力音響信号に応じた音を聴取するユーザの認知機能テストの結果（つまり、ユーザの現状の認知機能）を取得し、当該テストの結果にさらに基づいてスコアを算出してもよい。これにより、ユーザの現状の認知機能が認知機能の改善効果に及ぼす影響を考慮したスコアを得ることができる。信号処理装置１０またはユーザ端末７０に、認知機能テストを行う機能（例えば、ユーザとの音声対話を通じて認知機能を計測する機能）が実装されてもよい。認知機能テストには例えばミニメンタルステート検査やアルツハイマー病評価スケールなどの既存の手法を用いることができるが、認知機能テストの内容はこれに限定されない。

信号処理装置１０は、出力音響信号の生成方法（例えば、変調方法、２以上の音響信号の合成比率、振幅変調を適用する音響信号の決定法、など）、または出力音響信号に対応する音の再生音量、を、ユーザのスコアに応じて変更してもよい。第１例として、信号処理装置１０は、目標スコアが定められた期間の満了までの残り時間が短いほど、聴取により獲得可能なスコアが高い音に対応する出力音響信号を生成してもよいし、再生音量を大きくしてもよい。第２例として、信号処理装置１０は、ユーザの現状の達成度が低いほど、聴取により獲得可能なスコアが高い音に対応する出力音響信号を生成してもよいし、再生音量を大きくしてもよい。また、信号処理装置１０は、スコアの達成度が所定の基準に満たない場合に、振幅変調された音響信号を自動で再生してもよいし、脳波惹起量が大きい所定の音響信号（例えば、入力音響信号とは無関係な音であってガンマ波に対応する周波数を有するビープ音又はチャープ音）を再生してもよい。これにより、ユーザがスコアの獲得状況に細かく意識を向けなくても、目標スコアを達成できるようにアシストすることが可能となる。

上記説明では、信号処理装置１０によって保存された聴取履歴に基づいてスコアを算出する例を示した。しかしながら、かかる聴取履歴に加えて、またはかかる聴取履歴の代わりに、マイクロホンによって受信された音声信号（例えば、音声信号の強度、持続時間、波形、またはそれらの組み合わせ）に基づいてスコアを算出してもよい。かかるマイクロホンは、ユーザの聴取位置に対して、音響出力装置３０よりも近い位置に設置されてよく、例えばユーザ端末７０の備えるマイクロホン、又はユーザの身体（例えば耳の近傍）に装着可能なマイクロホンであってよい。

出力音響信号の生成方法（例えば、変調方法、２以上の音響信号の合成比率、振幅変調を適用する音響信号の決定法、など）を決定するためのアルゴリズム、または出力音響信号のデフォルトの生成方法は、信号処理装置１０のファームウェアのアップデートにより変更されてよい。ファームウェアのアップデートは、例えば信号処理装置１０が外部装置（例えば図示しないサーバ）と通信することで行われる。同様に、スコアの算出方法、スコアの提示方法、なども信号処理装置１０のファームウェアのアップデートにより変更されてよい。信号処理装置１０のファームウェアのアップデート内容は、事前に関係者に通知されてよく、信号処理装置１０は、関係者がアップデートの前後の音を聴き比べるための動作モードを提供してもよい。

音源装置５０から入力音響信号を取得する例を示したが、入力音響信号はマイクロホンにより環境音の受信することで生成されてもよい。入力音響信号は、記憶装置１１または信号処理装置１０に接続されたリムーバブルメディアから読み出されてもよい。音源装置５０（信号処理装置１０に内蔵された音源装置５０を含む）が、入力音響信号を都度生成してもよい。

上記説明では、入力音響信号に由来する音響信号を変調する例を示した。しかしながら、入力音響信号と、当該入力音響信号に由来しない変調済み音響信号とに基づいて出力音響信号を生成してもよい。

上記説明では、変調関数が３５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下の周波数を備える場合の例を中心に説明した。ただし、信号処理装置１０が用いる変調関数はこれに限定されず、聴者の脳内におけるガンマ波の誘発に影響する変調関数であればよい。例えば、変調関数が２５Ｈｚ以上１４０Ｈｚ以下の周波数を備えていてもよい。また例えば、変調関数の周波数が経時的に変化してもよく、変調関数が部分的に３５Ｈｚ未満の周波数又は４５Ｈｚより高い周波数を有していてもよい。

上記説明では、信号処理装置１０により生成された出力音響信号が、音を発してユーザに聞かせる音響出力装置３０へ出力される場合について説明した。ただし、信号処理装置１０による出力音響信号の出力先はこれに限定されない。例えば、信号処理装置１０は、通信ネットワークを介して、又は放送により、外部の記憶装置又は情報処理装置へ出力音響信号を出力してもよい。このとき、信号処理装置１０は、変調処理により生成された出力音響信号と共に、変調処理がされていない入力音響信号を、外部の装置へ出力してもよい。これにより、外部装置は、変調処理がされていない音響信号と変調処理がされた音響信号とのうち一方を任意に選択して再生することができる。
また、信号処理装置１０は、出力音響信号と共に、変調処理の内容を示す情報を外部の装置へ出力してもよい。変調処理の内容を示す情報は、例えば、以下の何れかを含む。
・変調された音響信号に対応する音源を示す情報
・変調された音響信号に対応するチャンネルを示す情報
・変調された音響信号の特徴を示す情報
・変調関数を示す情報
・変調度を示す情報
・音量を示す情報
これにより、外部装置は、変調処理の内容に応じて音響信号の再生方法を変更することができる。

上記説明では、信号処理装置１０が、振幅変調を含む変調処理を行い、変調済み音響信号を生成する例を示した。しかしながら、信号処理装置１０は、外部装置によって生成された変調済み音響信号を取得し、当該変調済み音響信号に基づく出力音響信号を送出してもよい。この場合に、信号処理装置１０は、聴取履歴を生成するために必要な情報（例えば、変調方法情報、または特徴量情報）を外部装置から取得してもよい。

信号処理装置１０は、スコアと合わせて、他の情報（例えば、ＴＶ視聴時間（番組の種類、視聴時間、等）、ウェアラブル端末から取得したユーザのバイタルデータ）を提示してもよい。

また、信号処理装置１０は、入力音響信号と共に付加情報（例えばＭＰ３ファイルにおけるＩＤ３タグ）を取得した場合に、当該付加情報を変更して出力音響信号と共に外部装置へ出力してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。

１ ：音響システム
２ ：音響システム
３ ：音響システム
１０ ：信号処理装置
１１ ：記憶装置
１２ ：プロセッサ
１３ ：入出力インタフェース
１４ ：通信インタフェース
２１ ：ディスプレイ
２２ ：発光素子
３０ ：音響出力装置
５０ ：音源装置
７０ ：ユーザ端末
７１ ：記憶装置
７２ ：プロセッサ
７３ ：入出力インタフェース
７４ ：通信インタフェース
８１ ：ディスプレイ
９０ ：センサ

Claims (13)

1. 振幅変調により生成された音響信号であってガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有する音響信号を出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段により出力された音響信号の情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶された情報に基づいて決定されたスコアであって前記信号出力手段により出力された音響信号に応じた認知機能改善効果の大きさに関するスコアを出力するスコア出力手段と、
   を有する信号処理装置。
2. 前記スコア出力手段は、光、音、文字、及び画像の少なくとも何れかにより前記スコアを提示する、請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記スコア出力手段は、前記スコアの変遷を示す情報を提示する、請求項２に記載の信号処理装置。
4. 前記記憶手段により記憶される音響信号の情報は、前記信号出力手段により音響信号が出力された期間と、出力された音響信号の変調方法と、出力された音響信号の大きさと、出力された音響信号の特徴量との、少なくとも何れかを示す情報を含む、請求項１に記載の信号処理装置。
5. 前記信号出力手段により出力された音響信号に応じた音を聴取するユーザの聴取環境を判断する判断手段を有し、
   前記スコア出力手段により出力されるスコアは、前記記憶手段により記憶された情報と前記判断手段により判断された聴取環境とに基づいて決定される、
   請求項１に記載の信号処理装置。
6. 前記信号出力手段により出力された音響信号に応じた音を聴取するユーザの属性に関する属性情報を取得する属性情報取得手段を有し、
   前記スコア出力手段により出力されるスコアは、前記記憶手段により記憶された情報と前記属性情報取得手段により取得された属性情報とに基づいて決定される、
   請求項１に記載の信号処理装置。
7. 認知機能テストの結果を取得するテスト結果取得手段を有し、
   前記スコア出力手段により出力されるスコアは、前記記憶手段により記憶された情報と前記テスト結果取得手段により取得されたテスト結果とに基づいて決定される、
   請求項１に記載の信号処理装置。
8. 前記スコア出力手段により出力されたスコアは、認知機能改善のために所定期間においてユーザが聴取すべき音響信号の基準と前記信号出力手段により出力された音響信号との関係を示す、請求項１に記載の信号処理装置。
9. 前記信号出力手段により出力される音響信号を、前記スコア出力手段により出力されたスコアに基づいて生成する生成手段を有する、請求項１に記載の信号処理装置。
10. 前記信号出力手段により出力される音響信号は、３５Ｈｚ以上４５Ｈｚ以下の周波数に対応する振幅の変化を有する、請求項１に記載の信号処理装置。
11. 請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の信号処理装置と、
    前記信号処理装置により出力される音響信号に応じた音をユーザに聞かせる手段と、
    を備える認知機能改善システム。
12. 振幅変調により生成された音響信号であってガンマ波の周波数に対応する振幅の変化を有する音響信号を出力し、
    出力された音響信号の情報を記憶し、
    記憶された情報に基づいて決定されたスコアであって出力された音響信号に応じた認知機能改善効果の大きさに関するスコアを出力する、
    信号処理方法。
13. コンピュータを、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の信号処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。