JP3579866B2

JP3579866B2 - 周波数分解能測定装置

Info

Publication number: JP3579866B2
Application number: JP27644999A
Authority: JP
Inventors: 健志中市; 真一坂本
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001095785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、聴覚の周波数分解能を測定する周波数分解能測定装置に関する。
【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】
従来、この種の装置として特許第２７２３７８０号公報に記載されている聴覚機能検査装置が知られている。この聴覚機能検査装置は、２種類のノッチノイズと検出音からなる検査音を、ノッチノイズの音圧に対する検出音の音圧の比を変化させて生成する信号生成部と、被験者に検査音を出力する検査音出力手段と、被験者の２種類のノッチノイズそれぞれの負荷条件下での検出音の検出閾値を検出する検出閾値検出手段と、その検出閾値検出手段により検出された２種類の検出閾値の差を算出する計算手段とを備えるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この聴覚機能検査装置は、周波数分解能が低下しているか否かを比較的短時間で測定することができるものの、被験者が難聴者である場合、測定不能となることが多いという問題があった。即ち、この聴覚機能検査装置は、純音などの信号音にノイズを重畳したうえで信号音の最小可聴閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆａｕｄｉｂｉｌｉｔｙ）の検出を行う。
しかし、難聴者では当然ながら最小可聴閾値が健聴者よりも上昇している上に、ノッチノイズを重畳すれば更に信号音の検出レベル閾値は上昇する。加えて、仮にその難聴者の周波数分解能が劣化していれば、ノッチノイズの影響は健聴者に比べて大きくなるので、聴力劣化が大きい高・重度難聴者では、信号音のレベルが検査装置の最大出力レベルに達しても信号音が検出できない（測定不能・スケールアウト）場合が多かった。
【０００７】
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、聴覚の周波数分解能を短時間で測定でき、かつ、被験者が難聴者であっても測定不能になりにくい周波数分解能測定装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【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、周波数と音圧レベルを所定値に設定した検出音に、所定のノッチ幅のノッチノイズを加算して検査音とする加算部と、この加算部が出力する検査音を被験者に提示する受話器と、前記ノッチノイズに所望のノッチ幅のノッチを形成するノッチ幅設定部と、被験者が前記検査音から前記検出音を認識できた限界ノッチ幅を表示するノッチ幅表示部を備え、前記検査音を被験者に提示して前記ノッチノイズのノッチ幅を広げながら被験者が前記検査音から前記検出音を認識できる限界ノッチ幅を得るものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、周波数と音圧レベルを所定値に設定した検出音に、所定のノッチ幅のノッチノイズを加算して検査音とする加算部と、この加算部が出力する検査音を被験者に提示する受話器と、前記ノッチノイズに所望のノッチ幅のノッチを形成するノッチ幅設定部と、被験者が前記検査音から前記検出音を認識できた限界ノッチ幅を表示するノッチ幅表示部を備え、前記検査音を被験者に提示して前記ノッチノイズのノッチ幅を狭めながら被験者が前記検査音から前記検出音を認識できる限界ノッチ幅を得るものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の周波数分解能測定装置において、前記検出音の音圧レベルを被験者の最小可聴閾値又は、この最小可聴閾値に所定レベルを上乗せした音圧レベルに設定したものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の周波数分解能測定装置において、前記所定のノッチ幅を健聴者の限界ノッチ幅に設定したものである。
【００１２】
【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は本発明に係る周波数分解能測定装置の構成図、図２は同じくフローチャート、図３は同じく検査音の概念図、図４は人の聴覚の周波数分解能を表した物理的なモデル図である。
【００１３】
本発明に係る周波数分解能測定装置は、図１に示すように、ノイズ生成部１、ノイズレベル設定部２、ノッチ幅設定部３、検出音信号生成部４、検出音信号レベル設定部５、加算部６、受話器７、ノッチ幅表示部８等からなる。
ノイズ生成部１は、ノイズ信号、例えば、ホワイトノイズ信号を出力する機能を有する。
【００１４】
ノイズレベル設定部２は、ノイズ生成部１が出力するノイズ信号のレベルを較正されたレベルに設定すると共に、受話器７が出力する音圧のレベルを表示する機能を有する。ここで、較正されたレベルとは、受話器７にカップラ等の音響負荷を取り付け、この音響負荷に所望の音圧を発生させる信号のレベルをいう。例えば、表示がＬｎ［ｄＢＳＰＬ］になるように較正レベルを設定したとき、ノイズレベル設定部２は、音響負荷に１［Ｈｚ］当たりＬｎ［ｄＢＳＰＬ］の音圧が発生するような出力レベルのノイズを出力する。
【００１５】
ノッチ幅設定部３は、ノイズレベル設定部２が出力するノイズ信号に、所望の周波数を中心周波数とする所望のノッチ幅のノッチを形成する機能と共に、そのときのノッチ幅の値を示す電気信号を外部に出力する機能を有する。
検出音信号生成部４は、検出音信号即ち、所定の周波数の正弦波信号を出力する機能を有する。
【００１６】
検出音信号レベル設定部５は、検出音信号生成部４が出力する検出音信号を較正されたレベルに設定すると共に、受話器７が出力する音圧のレベルを表示する機能を有する。ここで、較正されたレベルとは、受話器７にカップラ等の音響負荷を取り付け、この音響負荷に所望の音圧を発生させる信号のレベルをいう。例えば、表示がＬｄ［ｄＢＳＰＬ］になるように較正レベルを設定したとき、検出音信号レベル設定部５は、音響負荷にＬｄ［ｄＢＳＰＬ］の音圧が発生するような出力レベルの検出音信号を出力する。
【００１７】
加算部６は、ノッチ幅設定部３が出力するノイズ信号と、検出音信号レベル設定部５が出力する正弦波信号（検出音信号）を加算（重畳）して、検査音信号とする機能を有する。
受話器７は、加算部６が出力する電気信号（検査音信号）を電気音響変換し、この電気信号に基づく音響信号を検査音として出力する機能を有する。
ノッチ幅表示部８は、ノッチ幅設定部３が出力するノッチ幅に応じた電気信号に基づいてノッチ幅を表示する機能を有する。
【００１８】
以上のように構成した周波数分解能測定装置の動作について、図２に示すフローチャートより説明する。
先ず、ステップＳＰ１において、操作者は検出音信号生成部４を操作して、検出音信号生成部４が出力する検出音信号の周波数を周波数分解能を測定したい周波数ｆに設定する。このとき、ノッチ幅設定部３が出力するノイズ信号が加算部６に入力するのを防止するため、スイッチＳｗ１をオフ状態にしておく。また、調整に伴う雑音が受話器７から出力されるのを防止するため、スイッチＳｗ２をオフ状態にしておく。
【００１９】
次いで、ステップＳＰ２において、操作者は受話器７が出力する検出音の音圧を被験者の最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］にするために、予め検出音信号レベル設定部５の出力を小さな値に調整しておく。この後、スイッチＳｗ２をオン状態にして、検出音を被験者に提示する。
【００２０】
被験者が、このときの検出音が聴きとれない旨を合図すると、操作者は、検出音信号レベル設定部５を操作して検出音信号レベルをわずかに上昇させ、再度、被験者に検査音を提示する。被験者から聴きとれた旨の合図を得るまで、この操作を繰り返す。聴きとれた旨の合図があると、このステップＳＰ２を終了する。ステップＳＰ２が終了した時点において、検出音信号レベル設定部５が出力する検出音信号のレベルは、その被験者の最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］に設定されている。
【００２１】
次いで、ステップＳＰ３において、スイッチＳｗ１をオン状態にした後、ノイズレベル設定部２を操作して、ノイズレベル設定部２が出力するノイズの１Ｈｚ当たりｘ［ｄＢＳＰＬ］を設定をする。ここでは、ｘ＝Ｔ［ｄＢＳＰＬ］としている。なお、ＴはステップＳＰ２において得られた検出音信号のレベルである。
【００２２】
次いで、ステップＳＰ４において、ノッチ幅設定部３を操作して、ノッチ幅設定部３が出力するノイズのノッチ幅ｇを所定の値に設定する。ここで、ノッチ幅ｇは、ｇ＝Δｆ／ｆｃで表される。但し、Δｆはノイズから検査音までの周波数である。また、ｆｃはノッチの中心周波数であり、ここではステップＳＰ１において設定した検出音信号生成部４の周波数ｆと一致させている。また、ノッチ幅ｇは、２に設定している。
【００２３】
ここまでのステップＳＰ１〜ＳＰ３によって得られた検査音信号、即ち加算部６の出力信号（検出音信号＋ノイズ信号）の周波数スペクトルは、図３に示すようになる。
【００２４】
次に、ステップＳＰ５において、被験者に検査音を提示する。即ち、スイッチＳｗ２をオン状態にすることにより、加算部６が出力する検査音信号は受話器７によって電気音響変換され、検査音信号に基づく検査音が被験者に提示される。
【００２５】
ステップＳＰ６において、被験者が検査音中の検出音を聴きとれたか否かの判定を行う。即ち、操作者は被験者に対して、検査音中の検出音を聴きとれたか否かを質問する。検査音中に検出音が含まれていることを被験者が知覚できたときは、ステップＳＰ７、ステップＳＰ５の処理を順次実行する。
【００２６】
ステップＳＰ７において、操作者は、ノッチ幅ｇをわずかに小さい値に設定し直す。即ち、Δｆをわずかに小さい値に設定する。被験者が検査音中に検出音が含まれていることを知覚できなくなるまで、ステップＳＰ５，ＳＰ６，ＳＰ７を繰り返す。即ち、極限法に基づいて、被験者が検査音中の検出音を知覚できるか否かの限界のノッチ幅（限界ノッチ幅ｇ’）を求める。
【００２７】
そして、ステップＳＰ６において、検査音中に検出音が含まれていることを被験者が知覚できないときはステップＳＰ８に進み、操作者はノッチ幅表示部９が表示する限界ノッチ幅ｇ’を読み取り、周波数分解能測定は終了する。
【００２８】
人の聴覚の周波数分解能を表す物理的なモデルとして、図４に示すような特性を備えるフィルタバンク、即ち、狭帯域フィルタを複数個組み合わせて帯域フィルタバンクを構成するフィルタ装置が提案されている。図４において、狭帯域フィルタの裾野の広がりが大きい（点線）場合は、周波数分解能が低下した人の聴覚モデルであり、裾野の広がりが小さい（実線）場合、周波数分解能が正常な人の聴覚モデルを表している。なお、太実線は、反応した聴覚フィルタを示す。
【００２９】
ステップＳＰ８において得られた限界ノッチ幅ｇ’は、中心周波数をｆとする人の聴覚を構成する狭帯域フィルタの裾野の広がりの程度を表している、即ち、測定周波数ｆにおける聴覚の周波数分解能を表していると考えられている。限界ノッチ幅ｇ’の値が大きいときは、人の聴覚を構成する狭帯域フィルタの裾野が広がっていることを意味し、逆の場合は、裾野が広がっていないことを意味する。実験によれば、限界ノッチ幅ｇ’は相当の精度で聴覚の周波数分解能を表す値と一致する。
【００３０】
なお、上述の実施の形態のステップＳＰ２において、検出音のレベルｘ［ｄＢＳＰＬ］として、被験者の最小可聴閾値に相当するレベルＴ［ｄＢＳＰＬ］を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、検出音のレベルを被験者の最小可聴閾値に相当するレベルより幾分上昇させても、例えば、ｘ＝Ｔ＋５［ｄＢＳＰＬ］としてもよい。
【００３１】
検出音のレベルを被験者の最小可聴閾値に設定して本測定をおこなった場合、検出音信号レベルが検知限界レベルになるため、検査音中の検出音が知覚できたか否かを判定することが非常に困難になる可能性がある。検出音のレベルを被験者の最小可聴閾値に相当するレベルより幾分上昇させたことにより、被験者は判定をしやすくなる。
【００３２】
また、上述の実施の形態のステップＳＰ３において、ノイズレベル設定部２を操作して、ノイズレベル設定部２が出力するノイズのレベルｙをｙ＝ｘ［ｄＢＳＰＬ］に設定した場合を説明したが、ノイズのレベルを幾分上昇させても下降させてもよい。例えば、ｙ＝ｘ＋５［ｄＢＳＰＬ］としてもよい。
【００３３】
また、上述の実施の形態においては、検出音信号生成部４が出力する検出音信号の周波数と、ノッチ幅設定部３の設定するノッチノイズの中心周波数を一致させた（ｆ＝ｆｃ）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、ノッチ幅内に検出音信号が含まれていればよい。
【００３４】
更に、上述の実施の形態においては、被験者の限界ノッチ幅を求めるのに際し、はじめにノッチノイズを広く設定して検査音を提示し、被験者が検査音から検出音を知覚できる場合、徐々にノッチノイズのノッチ幅を狭くして再度検査音を提示する手順を説明したが、限界ノッチ幅が求まればよいのであるから、はじめにノッチノイズを狭く設定して検査音を提示し、被験者が検査音から検出音を知覚できない場合、徐々にノッチノイズのノッチ幅を広げる手順としてもよい。
【００３５】
上述の実施の形態においては、ステップＳＰ４において、測定開始時のノッチ幅ｇを２としたが、本発明はこれに限らず、測定開始時のノッチ幅ｇの値として、健聴者の平均的なノッチ幅（標準ノッチ幅）に設定し、ノッチ幅ｇの値を徐々に大きくするようにしてもよい。このようにすることにより、被験者の周波数分解能が健聴者よりも劣化しているか否かの判定を容易に行うことができる。
【００３６】
また、上述の実施の形態においては、検出音のレベルの設定（ステップＳＰ２）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、検出音を加算した検査音と検出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（Ｔｗｏａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｆｏｒｃｅｄｃｈｏｉｃｅ）等の心理物理測定法に基づいて設定してもよい。
【００３７】
更に、上述の実施の形態においては、限界ノッチ幅ｇ’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。
【００３８】
【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、最小可聴閾値が高い、高・重度難聴者においても、検査装置がスケールアウトすることなく周波数分解能を測定できる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、最小可聴閾値が高い、高・重度難聴者においても、検査装置がスケールアウトすることなく周波数分解能を測定できる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、被験者が検出音信号を検知できたか否かの判定を容易に行うことができる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、被験者の周波数分解能が健聴者よりも劣化しているか否かの判定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る周波数分解能測定装置の構成図
【図２】本発明に係る周波数分解能測定装置のフローチャート
【図３】本発明に係る周波数分解能測定装置において用いる検査音の概念図
【図４】人の聴覚の周波数分解能を表した物理的なモデル図
【符号の説明】
１…ノイズ生成部、２…ノイズレベル設定部、３…ノッチ幅設定部、４…検出音信号生成部、５…検出音信号レベル設定部、６…加算部、７…受話器、８…ノッチ幅表示部。

Claims

周波数と音圧レベルを所定値に設定した検出音に、所定のノッチ幅のノッチノイズを加算して検査音とする加算部と、この加算部が出力する検査音を被験者に提示する受話器と、前記ノッチノイズに所望のノッチ幅のノッチを形成するノッチ幅設定部と、被験者が前記検査音から前記検出音を認識できた限界ノッチ幅を表示するノッチ幅表示部を備え、前記検査音を被験者に提示して前記ノッチノイズのノッチ幅を広げながら被験者が前記検査音から前記検出音を認識できる限界ノッチ幅を得ることを特徴とする周波数分解能測定装置。
周波数と音圧レベルを所定値に設定した検出音に、所定のノッチ幅のノッチノイズを加算して検査音とする加算部と、この加算部が出力する検査音を被験者に提示する受話器と、前記ノッチノイズに所望のノッチ幅のノッチを形成するノッチ幅設定部と、被験者が前記検査音から前記検出音を認識できた限界ノッチ幅を表示するノッチ幅表示部を備え、前記検査音を被験者に提示して前記ノッチノイズのノッチ幅を狭めながら被験者が前記検査音から前記検出音を認識できる限界ノッチ幅を得ることを特徴とする周波数分解能測定装置。
前記検出音の音圧レベルを被験者の最小可聴閾値又は、この最小可聴閾値に所定レベルを上乗せした音圧レベルに設定した請求項１又は２記載の周波数分解能測定装置。
前記所定のノッチ幅を健聴者の限界ノッチ幅に設定した請求項１記載の周波数分解能測定装置。