JP3625410B2

JP3625410B2 - 補聴器フィッティング装置

Info

Publication number: JP3625410B2
Application number: JP2000077741A
Authority: JP
Inventors: 政博渡辺; 真一坂本
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001197597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）による対話型進化的計算（ＩＥＣ）を用いてフィッティングを行う補聴器フィッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な補聴器は、数種類の調整機能を有する。これらの調整機能には、例えば、サブボリューム、出力制限、音質調整（主にフィルタを用いた周波数特性変更装置）、自動利得調整（ＡＧＣ）などがあり、各調整機能の調整度合はユーザーもしくは調整者（医師、販売店員等）により自由に変更可能になっている。
【０００３】
補聴器フィッティングとは、各調整機能の調整度合（調整値）を個々の難聴者にとって最適な値に設定する作業であり、難聴者の聴力図(オージオグラム)を測定し、その結果を定められた処方式に代入して調整値を得るものがほとんどであった。
しかし、このような方法とは一線を画するものとして、最適解推定問題等に用いられる遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を用いた、対話型進化的計算（ＩＥＣ）フィッティング法が提案されている。
【０００４】
この方法は、各調整機能の調整度合いを要素とする多次元ベクトルを解ベクトル（染色体）とし、各解ベクトルに応じて処理された音声等の音源を難聴者に提示した上で、各解ベクトルに対する難聴者の評価値を基に遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を実施し、最適解ベクトルを推定するものである。
このような方法によれば、難聴者本人が主観的に最も聞き易いと感じるようなフィッティング結果を、各調整機能の最適調整値を個別に算出するのではなく、各調整機能間の相互作用も加味した上で算出することができる。
【０００５】
従来、この種の装置としては、特開平９−５４７６５号公報に記載の最適化調整装置が知られている。この最適化調整装置は、ＩＥＣフィッティング法において、被験者による過去の評価特性やその被験者の生理データを利用し、加えて、評価の途中で評価点順に解ベクトルを適宜並べ替えて、効率よく最適解ベクトルを探索できるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなフィッティング方法は、“対話型”であるがために、フィッティングに時間がかかるという問題があった。つまり、解ベクトルに応じて処理された音源を聴取した難聴者が、その解ベクトルに対する評価値を決定するまでの時間が、個々の難聴者によって様々であり、しかもその解ベクトルに対する評価値が入力されるまで次のステップへ進まないため、フィッティングに要する時間が予測できないという問題があった。
【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、より正確で現実に即したフィッティングを行うことができると共に、被験者の意思に従い不快感を与えず且つ一定時間内で確実にフィッティングを行うことができる補聴器フィッティング装置を提供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、更新する解ベクトルの初期集合を決定する初期解設定手段と、解ベクトルを補聴器の調整パラメータ値に変換して補聴器の補聴パラメータ記憶部に書き込むパラメータ書き込み手段と、各解ベクトルに対する被験者の評価値を獲得する評価値獲得手段と、各解ベクトルの値と各解ベクトルに対する評価値を基に最適解を推定する最適解推定手段と、被験者が各解ベクトルの評価を行うための音源を補聴器に提示するための音源提示手段と、この音源提示手段が一定時間間隔で前記音源を順次提示するためのタイマ手段を備えるものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の補聴器フィッティング装置において、前記被験者が前記評価値を応答していない解ベクトルが存在する場合に、その世代の最後の解ベクトルに関する音源の提示を終了した後に、前記被験者が前記評価値を応答していない解ベクトルに関する音源の提示を再度行うものである。
【００１０】
【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は本発明に係る補聴器フィッティング装置の構成図、図２は同じくフローチャートである。
【００１１】
本発明に係る補聴器フィッティング装置は、図１に示すように、タイマ１と、音源提示部２と、パラメータ作成部３からなる。なお、４はいわゆるプログラマブル補聴器、５は補聴処理された音声や環境音などをプログラマブル補聴器４に提示するスピーカである。
【００１２】
タイマ１は、所定の時間間隔でパラメータ作成部３のパラメータ書き込み部３ｂにプログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部４ｅへのパラメータ書き込みを指示する制御信号を出力すると共に、音源提示部２に音源の提示開始のタイミングなどを指示する制御信号を出力する。
【００１３】
音源提示部２は、タイマ１からの制御信号を受けて、スピーカ５から音源をプログラマブル補聴器４に向けて提示する。音源には、単語や短文などの音声信号や、補聴器の使用環境に応じた環境騒音などを使用する。
【００１４】
パラメータ作成部３は、初期解設定部３ａと、パラメータ書き込み部３ｂと、評価値獲得部３ｃと、最適解推定部３ｄから構成される。
【００１５】
プログラマブル補聴器４は、マイクロフォン４ａ、増幅器４ｂ、補聴処理部４ｃ、イヤホン４ｄ、パラメータ記憶部４ｅから構成される。ここで、パラメータ書き込み部３ｂは、プログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部４ｅに接続されている。
【００１６】
初期解設定部３ａは、初期の解ベクトルの集合を設定する。ここで解ベクトルは、対象となるプログラマブル補聴器４の各調整機能の調整値から構成される。
パラメータ書き込み部３ｂは、初期解設定部３ａで設定された解ベクトルもしくは最適解推定部３ｄで推定された解ベクトルを、プログラマブル補聴器４の調整機能のパラメータに変換してプログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部４ｅに書き込む機能を有する。
【００１７】
評価値獲得部３ｃは、プログラマブル補聴器４の補聴処理部４ｃで処理された音源を被験者が聴取した際の、処理された音源に対する被験者の評価の値を獲得する。
最適解推定部３ｄは、各解ベクトルと評価値獲得部３ｃで得られた各解ベクトルに対する被験者の評価値を用いて遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を実施し、新たな解ベクトル集合を生成する。
【００１８】
以上のように構成した本発明に係る補聴器フィッティング装置の作用について、図２に示すフローチャートにより説明する。
先ず、ステップＳＰ１において、難聴者のオージオグラムを測定し、ステップＳＰ２において、測定したオージオグラムを用いて、既知の補聴器フィッティング処方式により、フィッティング中に過大音や過小音が出力されないよう音量調整や出力制限の調整値の探索範囲を制限する制限範囲を算出する。
【００１９】
次いで、ステップＳＰ３において、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を実施するための、プログラマブル補聴器４の各調整機能の調整値から構成される解ベクトルの初期値の集合、いわゆる初期解ベクトル集合ｐ_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）を設定する。ここでは、ｎ＝２０としている。
【００２０】
初期解ベクトル集合ｐ_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）は、通常の遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）では乱数等を用いてランダムに決定されるが、前記したステップＳＰ２において、フィッティング中に過大音や過小音が出力されないように、音量調整や出力制限の調整値の探索範囲に制限を設けている。
【００２１】
ステップＳＰ４で初期設定（ｋ＝１）した後、ステップＳＰ５において、パラメータ書き込み部３ｂにより、解ベクトルｐ₁をプログラマブル補聴器４のパラメータに変換し、ステップＳＰ６において、パラメータをプログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部４ｅに書き込む。
【００２２】
次いで、ステップＳＰ７において、音源提示部２により音源が再生され、スピーカ５よりプログラマブル補聴器４に提示される。被験者はプログラマブル補聴器４の出力音（つまり、解ベクトルｐ₁に応じて補聴処理された音源）を聴取する。音源が所定時間だけプログラマブル補聴器４に提示されると、ステップＳＰ８で音源の提示が終了する。
【００２３】
次いで、ステップＳＰ９において、タイマ１が起動し、予め定められた評価値獲得のための時間（設定時間Ｔ０）のカウントを開始する。なお、ステップＳＰ７における音源提示と同時にタイマ１を起動させ、音源提示から評価値獲得までの時間をタイマ１の設定時間Ｔ０としてもよい。
【００２４】
ステップＳＰ１０において、評価値獲得部３ｃは、タイマ１が設定時間Ｔ０をカウントし終わるまでに、その提示音に対する被験者の評価値Ｅ₁を得る。
評価値Ｅ₁は、提示音に対する快適性、明瞭性などに基づく、被験者の主観的な評価を表す数値であり、ここでは１〜５の５段階とし、１が最も評価が低く、５が最も評価が高いものとしている。
【００２５】
設定時間Ｔ０が経過した後、ステップＳＰ１１において、タイマ１は、タイムアップし、リセットされる。そして、ｋが２０になったか否かを判断するステップＳＰ１２と、ｋをｋ＋１に置き換えるステップＳＰ１３を経て、再度ステップＳＰ５に進む。
【００２６】
ステップＳＰ５では、解ベクトルｐ₂をプログラマブル補聴器４のパラメータに変換し、このパラメータをステップＳＰ６でパラメータ記憶部４ｅに書き込み、ステップＳＰ７で解ベクトルｐ₂に応じて補聴処理された音源をスピーカ５により提示し、その提示音に対する被験者の評価値Ｅ₂の獲得がステップＳＰ１０で行われる。なお、パラメータがパラメータ記憶部４ｅに書き込まれるタイミングは、所定の時間間隔でタイマ１の制御信号により指示される。
【００２７】
以下、同様にステップＳＰ５〜ステップＳＰ１３を繰り返し、解ベクトルｐ₃，ｐ₄，……，ｐ₂₀について、解ベクトルｐ₃，ｐ₄，……，ｐ₂₀に応じて補聴処理された音源の提示、その提示音に対する被験者の評価値Ｅ₃，Ｅ₄，……，Ｅ₂₀の獲得が行われる。
【００２８】
評価値Ｅ₁〜Ｅ₂₀の全てが獲得されると、ステップＳＰ１４において、所定の終了条件を満たしているか否か判断する。所定の終了条件を満たしていると判断した場合には、フィッティングを終了する。そして、現在の解ベクトル集合ｐ_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）の中で最も高い評価値を得た解ベクトルｐ_kを最終フィッティング値とする。
【００２９】
一方、終了条件を満たしていないと判断した場合には、ステップＳＰ１５において、現在の解ベクトル集合ｐ_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）と各解ベクトルｐ_kに対する評価値Ｅ_kを用いて遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）における選択、交叉及び突然変異を実施し、新たな解ベクトル集合ｐ'_kを生成する。
【００３０】
そして、新たな解ベクトル集合ｐ'_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）について、上記操作（ＳＰ４〜ＳＰ１４）を再度行う。ここで、所定の終了条件とは、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）の進化を終了するための条件であり、例えば、進化の回数を予め決めておいて、その回数になったら自動的に終了するようにすればよい。
【００３１】
また、過大音、過小音の提示を回避するために、ステップＳＰ２において、音量調整器と出力制限器の調整値に範囲制限を設けているが、範囲制限を設ける調整器はこれら２つに限らず、目的に応じて、ＡＧＣの調整器や音質調整器等の他の調整器に同様の範囲制限を行ってもよい。
【００３２】
加えて、解ベクトルｐ_kの探索空間の制限範囲の決定をオージオグラムと既知のフィッティング処方式を用いて行っているが、予め音源記憶部に所定の検査用信号（純音、バンドノイズなど）を用意しておき、その信号を用いて被験者の最小可聴閾値（ＨＴＬ）及びまたは不快閾値（ＵＣＬ）、快適値(ＭＣＬ)等を求め、それらの値に応じて調整器の値に制限を設けてもよい。
【００３３】
また、終了条件としては、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）の進化の回数の他に、Ｅ_k＝５の解ベクトルｐ_kが所定の数を超えたら終了するようにしてもよいし、Ｅ_kの平均値が所定の値を超えたら終了するようにしてもよい。
また、各解ベクトルｐ_k間のユークリッド距離等から遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）の収束状態を推定し、収束状態が一定のレベルを超えたら終了するようにしてもよい。
【００３４】
また、現在の解ベクトル集合ｐ_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）の中で最も高い評価値を得た解ベクトルｐ_kを最終フィッティング値としているが、最高点（５点）の解ベクトルｐ_kが複数存在することも考えられる。この場合は、どれか一つを最終フィッティング値としてランダムに選択してもよいし、被験者に最高点の解ベクトルｐ_kだけ再度試聴してもらった上で好みの解ベクトルｐ_kを選択させてもよい。
【００３５】
ただし、以上のように構成された本発明に係る補聴器フィッティング装置においては、被験者が予め定められた所定の時間（タイマ１の設定時間Ｔ０）内に評価値Ｅ_kを応答しない場合が考えられる。つまり、評価値の選定に悩んでいるうちに設定時間Ｔ０が経過し、次の音源が提示されてしまう場合である。
【００３６】
原理上、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）は、全ての解ベクトルｐ_kに対する評価値Ｅ_kを全て獲得しないと進化することができない（新解ベクトル集合ｐ'_k（ｋ＝１，２，３……，ｎ）を算出することができない）ので、評価値Ｅ_kを獲得していない解ベクトルｐ_kが存在すると、そこでフィッティングの作業が停止してしまう。
【００３７】
このような問題を解決するためには、被験者が評価値を応答していなかった解ベクトルｐ_a，ｐ_b，……を記憶しておき、解ベクトルｐ₁〜ｐ₂₀に応じて補聴処理された音源の提示及びそれに対する評価（未応答を含む）が終了した後に、被験者が評価値を応答していなかった解ベクトルｐ_a，ｐ_b，……について再度提示し、Ｅ_a，Ｅ_b，……を獲得するプロセスを、解ベクトルｐ₁〜ｐ₂₀の評価値Ｅ₁〜Ｅ₂₀が全て獲得されるまで繰り返す必要がある。
【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、難聴者の主観的な評価に忠実な補聴器フィッティングを、一定の時間内で確実に行うことができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、被験者が評価値を応答していなかった解ベクトルに関する評価値を確実に獲得することができ、難聴者の主観的な評価に忠実な補聴器フィッティングを、被験者の意思に従って不快感を与えず且つ一定の時間内で確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る補聴器フィッティング装置の構成図
【図２】本発明に係る補聴器フィッティング装置のフローチャート
【符号の説明】
１…タイマ、２…音源提示部、３…パラメータ作成部、３ａ…初期解設定部、３ｂ…パラメータ書き込み部、３ｃ…評価値獲得部、３ｄ…最適解推定部、４…プログラマブル補聴器、４ｅ…パラメータ記憶部、５…スピーカ。

Claims

更新する解ベクトルの初期集合を決定する初期解設定手段と、解ベクトルを補聴器の調整パラメータ値に変換して補聴器の補聴パラメータ記憶部に書き込むパラメータ書き込み手段と、各解ベクトルに対する被験者の評価値を獲得する評価値獲得手段と、各解ベクトルの値と各解ベクトルに対する評価値を基に最適解を推定する最適解推定手段と、被験者が各解ベクトルの評価を行うための音源を補聴器に提示するための音源提示手段と、この音源提示手段が一定時間間隔で前記音源を順次提示するためのタイマ手段を備えることを特徴とする補聴器フィッティング装置。
前記被験者が前記評価値を応答していなかった解ベクトルが存在する場合に、その世代の最後の解ベクトルに関する音源の提示を終了した後に、前記被験者が前記評価値を応答していなかった解ベクトルに関する音源の提示を再度行うことを特徴とする請求項１記載の補聴器フィッティング装置。