JP3639500B2 - 最適解決定方法及びこれを用いた補聴器フィッティング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を始めとする、評価基準が主観的であって不明確であるために定量的な評価基準に基づいて調整を行うことができない問題について、複数の条件における最適値と個人の主観的な評価に基づいて最適な調整結果を得るための最適解決定方法及びこれを用いた補聴器フィッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を行う場合、その特性の評価基準は極めて主観的であって不明確なものとなる。各特性に対する嗜好の傾向はユーザ毎に大きく異なる場合が多いため、調整結果を定量的に評価、表現することができないという問題がある。
加えて、通常の場合、対象とする音響特性や画像特性などを調整するためのパラメータは複数個存在し、これらのパラメータ値の相互作用がユーザの主観的な評価に大きな影響を及ぼすため、最適な調整結果の決定は更に困難なものとなる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば特開平９−５４７６５号公報には、対話型遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調整方法が提案されている。この方法では、ｎ個の調整パラメータを要素とするｎ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響信号もしくは画像信号をユーザに提示した上で、各解ベクトルに対するユーザの評価値を基に遺伝的アルゴリズムを実施し、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、ユーザ自身が主観的に最も聞きやすいと感じるような特性を、各調整値の最適値を個別に算出するのではなく、各調整値間の相互作用も加味した上で算出することができる。
【０００４】
また、ある問題に対する最適な画像を決定するための方法が提案されている（SIGGRAPH Conf. Proc., Vol.1997, pp389-400,1997）。これは、対象となる画像の特性調整値を要素とするｎ次元解ベクトル（ｎ＞２）を構成し、各解ベクトルを２次元空間上に写像してユーザに図示し、ユーザがその２次元空間内の任意の座標を指定すると、その座標に対応する解ベクトルを調整値とする画像がユーザに提示されるというシステムである。この方法では、各解ベクトルを、各ベクトル間のユークリッド距離に基づくＭＤＳ（Multidimensional Scaling）法等を利用して２次元空間へ写像し、ユーザに対して多次元空間上の距離を２次元空間上にイメージさせながら、最適値を決定していくことができる。
【０００５】
本発明で対象としている、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などを決定する問題の一例として、補聴器のフィッティングが考えられる。難聴者の聴覚特性は個人毎に様々である上に、音に対する嗜好も個人個人で異なる。補聴器の多くは、このような様々な難聴者各々にフィットできるように、複数の調整機能（例えば、音量調整、周波数特性調整、出力制限調整、自動利得制御調整など）を有している。
【０００６】
補聴器フィッティングとは、これら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、通常はオージオグラム等の値を既知のフィッティング用の処方式に代入することにより行われる。特開平９−５４７６５号公報には、各調整機能の調整値を利用して前記ｎ次元解ベクトルを構成し、対話型遺伝的アルゴリズムを用いて補聴器のフィッティングを行う方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記対話型遺伝的アルゴリズムでは、ある問題に対する単一の条件に対して単一の最適値を決定するため、その条件、つまり調整に用いた条件に特化した最適値が決定されてしまうという問題がある。このため、複数の条件が存在しうる問題においては、各条件に対して各々対話型遺伝的アルゴリズムを実施し、各条件に特化した最適値を決定した上で、最終的な単一の最適値を別途決定せねばならず、この最終最適値は、調整者の主観的評価もしくは個々のユーザの嗜好に無関係に定められた計算式等によって決定されていた。
【０００８】
例えば、前記補聴器フィッティングの場合では、前記対話型遺伝的アルゴリズムを実施するために何らかの単一の音源（例えば音声信号）を用いると、その音源に特化した最適値が決定されてしまうという問題がある。
【０００９】
補聴器は様々な環境下で使用される機器であり、どのような環境下においても難聴者に快適な聴取状態を提供する必要があるので、単一の音源ではなく複数の条件(例えば、複数の環境音)に対して前記対話型遺伝的アルゴリズムを実施し、各条件に対する最適値を各々決定した上で最終最適値を決定する必要がある。
しかし、この最終最適値は、調整者の主観的評価もしくは個々のユーザの嗜好に無関係に定められた計算式等によって決定せざるを得ないという問題がある。
【００１０】
また、前記多次元解ベクトルを２次元空間に写像してユーザに最適値を決定させる方法においては、解ベクトルの次元数及びまたは解ベクトルの構成要素（遺伝子）のビット数が大きいと、２次元空間上に図示される最適解ベクトル候補が多数になり、最適解を決定するまでの所用時間が非常に長くなり、加えてユーザにかかる負担が増大してしまうという問題があった。
【００１１】
例えば、前記補聴器フィッティングにおいて前記多次元解ベクトルを２次元空間に写像してユーザーに最適値を決定させる方法を実施した場合、補聴器の調整機能の数及びまたは各調整機能の調整値のビット数によっては、難聴者に図示される最適解ベクトル候補が膨大になり、フィッティングに要する時間が非常に長くなり、難聴ユーザーにかかる負担が大きくなるという問題があった。
【００１２】
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、複数の条件に対応する最適値から、ユーザの嗜好が反映された最終的な最適値を、短時間で効率的に決定するための最適解決定方法及びこれを用いた補聴器フィッティング装置を提案しようとするものである。
【００１３】
【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、複数の条件に対応する最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて１つの最適ｎ次元解ベクトルをユーザに決定させる問題に対して、前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補の位置を２次元空間上に図示する第１ステップと、ユーザが前記２次元空間上の任意の座標を選択する第２ステップと、前記複数のｎ次元解ベクトル候補の２次元空間上の座標と事前に獲得した複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値に基づいて、前記ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元解ベクトルを算出する第３ステップを備え、ユーザが複数の最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて、最適な一つのｎ次元解ベクトルを決定するものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の最適解決定方法において、前記複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値を、対話型遺伝的アルゴリズムによって獲得するものである。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の最適解決定方法において、前記ｎ次元解ベクトルを補聴器の調整パラメータとするものである。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２記載の最適解決定方法において、前記ｎ次元解ベクトルを画像の調整パラメータとするものである。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１、２又は３記載の最適解決定方法において、前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補を、複数の音源に対する最適ｎ次元解ベクトルとするものである。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示手段を備えるものである。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示手段と、前記補聴器の調整パラメータ値及び／又は前記ｎ次元解ベクトルの表す音響的情報に基づく視覚的図形を表示する表示手段を備えるものである。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の周波数特性としたものである。
【００２１】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の入出力特性としたものである。
【００２２】
請求項１０に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の時間波形としたものである。
【００２３】
請求項１１に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報のサウンドスペクトログラムとしたものである。
【００２４】
請求項１２に係る発明は、請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載の補聴器フィッティング装置において、ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元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み、前記複数の音源を順次ユーザに提示するものである。
【００２５】
【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３つの環境音に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を予め獲得するためのフローチャート、図３は図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するためのフローチャート、図４は図３に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図、図５は図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するための別のフローチャート、図６は図５に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図である。
【００２６】
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、音源処理部１と、パラメータ作成部２、２次元空間表示部３からなる。なお、４はいわゆるプログラマブル補聴器、６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。
【００２７】
音源処理部１は、音源記憶部１ａ、音源信号変換部１ｂ、音源信号選択部１ｃ、音源提示部１ｄから、パラメータ作成部２は、座標獲得部２ａ、解ベクトル算出部２ｂ、パラメータ書き込み部２ｃから、２次元空間表示部３は、最適解ベクトル獲得部３ａ、２次元座標算出部３ｂ、表示部３ｃから構成される。
【００２８】
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５から構成される。ここで、パラメータ書き込み部２ｃは、プログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部５に接続されている。
【００２９】
音源記憶部１ａは、フィッティングに用いる環境音をデジタルで記録した複数の環境音ファイルと１つの校正音ファイルを記憶している。ここで、環境音及び校正音ファイルは、例えばＷＡＶＥファイル形式のようなデジタルデータで構成される。
【００３０】
音源信号変換部１ｂは、音源信号選択部１ｃからの制御信号に基づいて、音源記憶部１ａに記憶されている環境音ファイルを呼び出す機能を有すると共に、環境音ファイルに記憶されているデジタルデータをアナログ環境音信号に変換する機能を有する。
【００３１】
音源提示部１ｄは、音源信号変換部１ｂから出力された音源信号（アナログ環境音信号）を所定のレベルに増幅または減衰した後に、スピーカ６等を用いてプログラマブル補聴器４に向けて提示する。
【００３２】
座標獲得部２ａは、ユーザが選択した、表示部３ｃで表示された２次元空間内の任意の２次元座標を獲得する。解ベクトル算出部２ｂは、座標獲得部２ａが獲得した２次元座標から、補聴器の各調整機能の調整値から構成されるｎ次元解ベクトルを算出する。
【００３３】
パラメータ書き込み部２ｃは、解ベクトル算出部２ｂで算出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としてプログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部５に書き込む機能を有する。
【００３４】
最適解ベクトル獲得部３ａは、本システムによるフィッティングに先立って予め定められた、各環境音に対するユーザの最適フィッティング値、即ち最適解ベクトルと各最適解ベクトルに対するユーザの評価値及びまたは任意の複数の解ベクトルとその評価値を獲得する。
【００３５】
２次元座標算出部３ｂは、最適解ベクトル獲得部３ａが獲得した解ベクトルと評価値から、ユーザに図示する２次元空間の座標を算出する。
【００３６】
表示部３ｃは、２次元座標算出部３ｂが算出した２次元空間の座標に基づいて、ユーザに２次元空間を図示すると共に、２次元座標算出部３ｂが算出した２次元空間の座標に基づくプログラマブル補聴器４の調整パラメータ値（例えば、音響利得：ＧＡＩＮ、出力制限：ＭＯＰや入出力特性の折点：ＴＫなど）及び音響的情報（周波数特性図、入出力特性図、時間波形図、サウンドスペクトログラム）を表示することができる。
【００３７】
そして、音源処理部１を構成する音源記憶部１ａと音源信号変換部１ｂと音源信号選択部１ｃ、パラメータ作成部２を構成する座標獲得部２ａと解ベクトル算出部２ｂ、２次元空間表示部３を構成する最適解ベクトル獲得部３ａと２次元座標算出部３ｂと表示部３ｃは、パーソナルコンピュータで構成することができる。
【００３８】
即ち、パーソナルコンピュータの内臓ハードディスク及びまたはメモリが、音源記憶部１ａの機能を担い、ＣＰＵと所定のプログラムが、音源信号変換部１ｂ、音源信号選択部１ｃ、解ベクトル算出部２ｂ、２次元座標算出部３ｂの機能を担い、キーボード及びまたはマウスが座標獲得部２ａ、最適解ベクトル獲得部３ａの機能を担い、ディスプレイが表示部３ｃの機能を担うことになる。
【００３９】
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と図３に示すフローチャートにより説明する。
図２において、先ず、ステップＳＰ１では、フィッティングに先立ち、音源提示の際の提示音圧レベル校正のために、音源信号選択部１ｃを操作して、音源記憶部１ａより校正音ファイルを呼び出し、音源提示部１ｄより提示する。
ステップＳＰ２において、騒音計等を用い提示音圧レベル校正を音源提示部１ｄの増幅度や減衰量を操作して行う。
【００４０】
次いで、ステップＳＰ３において、難聴者のオージオグラムを測定し、ステップＳＰ４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、仮のフィッティング値を算出する。
【００４１】
ステップＳＰ５、ステップＳＰ６において初期設定（ｉ＝１，ｋ＝１）をした後、ステップＳＰ７において、環境音ファイルを呼び出す。ここで使用する環境音ファイルは、例えば、事前に被験者から“最も頻繁に補聴器を使用する環境”を聴取しておき、その環境に最も近いと思われるものが使用される。
本発明の実施の形態では、環境音を家庭内騒音Ｓ1、事務所騒音Ｓ2、工場内騒音Ｓ3の３種類としている。
【００４２】
次いで、ステップＳＰ８において、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フィッティング値を解ベクトル化する。ここで、解ベクトル集合をｐik（ｉ＝１，２，３……，ｍ、ｋ＝１，２，３……，ｎ）とし、本発明の実施の形態では、ｍ＝３、ｎ＝２０としている。
【００４３】
次いで、ステップＳＰ９において、パラメータ書き込み部２ｃにて指定された解ベクトルｐik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ＳＰ１０において、その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５に書き込む。
【００４４】
次いで、ステップＳＰ１１において、音源信号変換部１ｂ及び音源提示部１ｄで、先ほど呼び出した環境音ファイルを再生し、スピーカ６よりプログラマブル補聴器４に提示する。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ｐikに応じて補聴処理された環境音）を聴取する。
【００４５】
ステップＳＰ１２において、提示した音、つまり、その時の解ベクトルｐikに対する被験者の評価値Ｅikを得る。評価値Ｅik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。
【００４６】
ステップＳＰ１３において、Ｅi20までの全ての評価値が獲得されたか否かを判断し、獲得されていなければステップＳＰ１４へ進み、上記操作を繰り返す。ここで、ステップＳＰ１４では、現在のフィッティング値に対する被験者の主観的評価を聴取し、その内容と評価値Ｅikの値を併せて考慮してフィッティング値の調整、変更を行う。
【００４７】
この調整、変更は、例えば、“うるさい”という評価ならば、音量調整や出力制限の値を低減するといった内容のものである。
一方、Ｅi20までの全ての評価値が獲得された場合には、ステップＳＰ１６において、これまでに最も高い評価値を得た解ベクトルｐikをその環境音に対する最適フィッティング値Ｆiとする。
【００４８】
次いで、ステップＳＰ１７において、上記操作が工場内騒音Ｓ3まで行われたか否か判断し、工場内騒音Ｓ3まで行われていればフィッティング作業を終了し、行われていなければステップＳＰ１８へ進み上記操作を工場内騒音Ｓ3についてフィッティング作業が終了するまで繰り返す。
【００４９】
次に、図２に示すフローチャートによって求めた、３種の音源Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3に対する最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3と各種のフィッティング値に対する評価値Ｅikを用いて、最終フィッティング値を決定する方法を図３のフローチャートに示す。
【００５０】
先ず、ステップＳＰ２１にて、図２に示す方法で得られた最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3を最適解ベクトル獲得部３ａにて獲得し、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3間の各々のユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を算出する。
【００５１】
ステップＳＰ２２にて、２次元座標算出部３ｂによりユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を３辺に持つ三角形を想定し、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3の２次元空間上の座標ｘ1，ｘ2，ｘ3を算出する。ここで、これらの座標ｘ1，ｘ2，ｘ3は、三角形がスクリーン上に適切な大きさで図示されるように、ユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23の値をユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23間の比率を保ったまま、等倍もしくは縮小して求めても良い。
【００５２】
また、ユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を３辺に持つ三角形が作成不可能な関係である場合（例えば、ｄ12＋ｄ13＜ｄ23）は、ユーザが操作しやすいように各値に適宜調整を加えて座標ｘ1，ｘ2，ｘ3を算出しても良い。この場合は例えば、図示する図形を三角形ではなく線分とし、座標ｘ2と座標ｘ3を結ぶ線分上の座標ｘ1と座標ｘ2の２次元空間上の距離と座標ｘ1と座標ｘ3の２次元空間上の距離の比がｄ12：ｄ13となるような座標にｘ1を配置しても良いし、前記線分上で座標ｘ2からの距離がｄ12で座標ｘ3からの距離がｄ13であるような２点を双方とも座標ｘ1として図示しても良い。
【００５３】
次いで、ステップＳＰ２３では、表示部３ｃにて座標ｘ1，ｘ2，ｘ3の位置をスクリーン上に図示する。ここで、図４にスクリーン上に図示された２次元空間の一例を示す。
【００５４】
ステップＳＰ２４では、ユーザが図４に示された２次元空間上において、三頂点の位置を参考にして任意の２次元空間上の位置を指示する。
すると、座標獲得部２ａは指示された位置の２次元空間上の座標ｘ4を獲得する。例えば、職場が事務所で、補聴器は主に職場と帰宅後の家庭内で使用するというユーザは、図４のＡ点の様な位置を指示する。
【００５５】
次いで、ステップＳＰ２５で、座標ｘ1，ｘ2，ｘ3と座標ｘ4との２次元空間上の距離ｄ14，ｄ24，ｄ34を算出し、ステップＳＰ２６で、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3とのユークリッド距離の比率が、各々ｄ14：ｄ24：ｄ34となるような解ベクトルの候補Ｐhを求める。
【００５６】
ここで、ユークリッド距離の比率ｄ14：ｄ24：ｄ34には、（ｄ14＋ａ）：（ｄ24＋ａ）：（ｄ34＋ａ）もしくは（ｄ14×ａ）：（ｄ24×ａ）：（ｄ34×ａ）というように任意の幅を持たせても良い。例えば、解ベクトル候補Ｐhのｈの数を増やした場合には、単にｄ14：ｄ24：ｄ34として求めるだけでなく、（ｄ14＋ａ）：（ｄ24＋ａ）：（ｄ34＋ａ）として、ａ＝−１．０，０，１．０の３種類の比率に関するＰhを全て解ベクトル候補とする。なお、ｈの数は、距離ｄ14，ｄ24，ｄ34の値とａの値および各調整機能の調整値（解ベクトルの要素）のビット数によって異なる。
【００５７】
次いで、ステップＳＰ２７で、図２に示すフローチャートで求めた解ベクトルｐikの中から、評価が高かった（本例ではＥik＞３）解ベクトルｐikについて、各々解ベクトル候補Ｐhとの類似度Ｑikhを求める。ここで類似度とは、解ベクトルＰhとｐikの類似性を表す指標であり、本例では、両者のユークリッド距離の逆数としている。
【００５８】
次いで、ステップＳＰ２８で、類似度Ｑikhに評価値Ｅikを乗じる事により、算出された類似度に対して事前に獲得したユーザの評価による重み付けを行い、Ｑikh×Ｅikが最大になる解ベクトル候補Ｐhを求める。
【００５９】
次いで、ステップＳＰ２９において、Ｑikh×Ｅikが最大になる解ベクトル候補Ｐhをフィッティング値としてパラメータ書き込み部２ｃにより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ＳＰ３０において、その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５に書き込む。
【００６０】
次いで、ステップＳＰ３１，３２において、音源信号変換部１ｂ及び音源提示部１ｄで、最適フィッティング値Ｆ1に対応する環境音（家庭内騒音Ｓ1）のファイルを再生し、スピーカ６よりプログラマブル補聴器４に提示する。被験者はプログラマブル補聴器４の出力音（つまり、解ベクトル候補Ｐhに応じて補聴処理された家庭内騒音Ｓ1）を聴取する。
【００６１】
被験者が、ステップＳＰ３２〜ステップＳＰ３５において、プログラマブル補聴器４の出力音を３種の環境音Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3全てについて聴取し終えた後に、ステップＳＰ３６において、被験者が現在のフィッティング値Ｐhに満足するならばフィッティング終了し、満足しないならば、ステップＳＰ２４に戻って上記操作を繰り返し実行する。
【００６２】
この際、任意の座標ｘ4は、例えば、ユーザが現在のフィッティング値Ｐhでは、家庭内騒音Ｓ1下では聞きやすいが事務所内騒音Ｓ2下では聞きにくいと感じるのであればＢ点のような場所になり、家庭内騒音Ｓ1下、事務所内騒音Ｓ2下ともに聞きやすいが、工場内騒音Ｓ3下でももう少し快適に聴取できるようにしたいと感じるのであればＣ点のような場所になる。
【００６３】
次に、図２に示すフローチャートによって求めた、３種の音源Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3に対する最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3と各種のフィッティング値に対する評価値Ｅikを用いて、最終フィッティング値を決定する別の方法を、図５に示すフローチャートにより説明する。
【００６４】
先ず、ステップＳＰ４１〜ステップＳＰ４９の内容は、図３に示すフローチャートのステップＳＰ２１〜ステップＳＰ２９の内容と同様なので説明を省略する。
【００６５】
次いで、ステップＳＰ５０では、図６に示すように、２次元空間上の座標ｘ4に対応したプログラマブル補聴器４の調整パラメータ（例えば、音響利得：ＧＡＩＮ＝５、出力制限：ＭＯＰ＝３や入出力特性の折点：ＴＫ＝２などの値）及び音響特性図（例えば、入出力音圧レベル毎の周波数特性図）を表示部３ｃのスクリーン上に表示する。
【００６６】
このように表示部３ｃのスクリーン上に、２次元空間上の座標ｘ4に対応したプログラマブル補聴器４の調整パラメータ値及び音響特性図を表示することにより、被験者にとっても、パラメータの調整作業者にとっても補聴器の調整具合を視覚的に把握できるので、最適な補聴器の調整パラメータ値を効率的かつ正確に設定することができる。
【００６７】
なお、図６では、表示部３ｃのスクリーン上に表示する視覚的図形を、ｘ4に相当する解ベクトルＰhによって生ずる周波数特性としているが、この場合の図形は解ベクトルＰhの表す音響的情報に基づく図形であれば周波数特性でなくとも良い。例えば、音の入出力特性を変更できるタイプの補聴器（いわゆるＡＧＣ補聴器もしくはノンリニア補聴器）であるならば、その入出力特性を視覚的図形としても良い。
【００６８】
また、表示部３ｃのスクリーン上に表示する図形を、特定の音信号が補聴器に入力された場合の、その補聴器の出力音の時間波形としても良い。この場合の入力音は、遺伝的アルゴリズムで用いた音源を用いても良いし、他の音信号を用いても良い。
【００６９】
また、表示部３ｃのスクリーン上に表示する図形を、特定の音信号が補聴器に入力された場合の、その補聴器の出力音のサウンドスペクトログラムとしても良い。この場合の入力音は、遺伝的アルゴリズムで用いた音源を用いても良いし、他の音信号を用いても良い。
【００７０】
更に、ステップＳＰ５１〜ステップＳＰ５７の内容は、図３に示すフローチャートのステップＳＰ３０〜ステップＳＰ３６の内容と同様なので説明を省略する。
【００７１】
なお、本発明の実施の形態では、３種類の環境音Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を用いてフィッティングを実施しているが、２もしくは４種類以上の環境音で実施しても良い。
【００７２】
また、本発明の実施の形態では、各多次元ベクトル間のユークリッド距離の比率を用いて、各多次元ベクトルの位置を２次元空間上に図示しているが、ＭＤＳ法や自己組織化写像技術等を用いて２次元空間上へ図示しても良い。
【００７３】
また、本発明の実施の形態では、類似度Ｑikhを、Ｅik＞３の解ベクトルｐikのみについて求めているが、解ベクトルｐikの条件はＥik＞３以外の条件でも良く、条件をつけずに全ての解ベクトルｐikについて類似度Ｑikhを求めても良い。
加えて、類似度Ｑikhを求める解ベクトルの候補はｐikに限る必要はなく、例えば、各解ベクトルｐikとユークリッド距離が近い全ての解ベクトルｐikを解ベクトル候補Ｐhとしても良い。
【００７４】
また、本発明の実施の形態では、類似度Ｑikhを単に解ベクトル候補Ｐhと解ベクトルｐikのユークリッド距離の逆数としているが、この類似度は両ベクトルの類似性を表すことができる指標であれば良く、例えば各解ベクトルｐikの要素に特定の重み付けを行った上でのユークリッド距離の逆数としても良い。
【００７５】
なお、以上の本発明の実施の形態では、各種音源に対する最適フィッティング値および各種のフィッティング値に対する評価値獲得を図２に示すフローチャートにより行う方法について説明した。
しかし、これらの値の獲得は対話型遺伝的アルゴリズムを用いて行っても良い。
【００７６】
対話型遺伝的アルゴリズムでは、音源に特化した最適値が求まり、加えて、最適値決定の過程で各種の解ベクトルに対する評価値を得るので、これらの値を記録しておけば、そのまま本方法に利用することができる。
【００７７】
つまり、音源を家庭内騒音Ｓ1、事務所騒音Ｓ2、工場内騒音Ｓ3とする対話型遺伝的アルゴリズムをそれぞれ実施し、各音源に対する最適解ベクトルＦ1，Ｆ2，Ｆ3を求めると同時に、対話型遺伝的アルゴリズムの進化の過程で得られた複数の解ベクトルをｐikとし、これらに対する評価値をＥikとして本発明を実施するのである。
【００７８】
なお、本発明の実施の形態では、補聴器フィッティングについてのみ説明しているが、本システム最適化方法の適用は補聴器フィッティングに限るものではなく、例えば、眼鏡やコンタクトレンズなどを用いた視力矯正や個人の嗜好に合わせたインテリア等の製品のデザインなど、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を始めとする、評価基準が主観的及び不明確であって定量的な評価基準に基づいて調整を行うことができない問題で、複数の条件における最適値と個人の主観的な評価を予め得ることが可能な全ての問題に適用可能である。
【００７９】
また、本発明の実施の形態は、補聴器フィッティングについてのみ記載されているが、本最適解決定方法は、ユーザの嗜好に合わせた画像を作成するために用いることもできる。この場合は、例えば、対象とする画像の解像度や輝度の値を、スクリーン上の座標毎に異なる値に設定して最適な画像調整を行おうとする場合等に、座標毎の解像度や輝度を要素とする解ベクトルを作成して、本発明を実施することができる。
【００８０】
【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、評価基準が主観的であって不明確な問題に対して、特定の条件に特化した最適値ではなく、複数の条件を鑑みた単一の最適値を、ユーザの嗜好を反映した上で、効率的かつ正確に求めることができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、複数の条件に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を効率的かつ正確に獲得することができるため、複数の条件を鑑みた単一の最適値をより効率的かつ正確に求めることができる。
【００８２】
請求項３に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映した補聴器フィッティングを行うことができる。
【００８３】
請求項４に係る発明によれば、個々のユーザの画像に対する嗜好を反映した上で、最適な単一の画像調整値を得ることができる。
【００８４】
請求項５に係る発明によれば、提示する音源を複数の環境音とすることにより、特定の音環境に特化したフィッティングでなく、様々な音環境に適したフィッティングを行うことができる。
【００８５】
請求項６に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映し、様々な音環境に適した補聴器フィッティングを行うことができる。
【００８６】
請求項７に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映し、様々な音環境に適した補聴器フィッティングを、表示手段により表示される補聴器の調整パラメータ値及び／又は音響的情報に基づく視覚的図形を参照しながら行うことができる。
【００８７】
請求項８に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の周波数特性を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００８８】
請求項９に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の入出力特性を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００８９】
請求項１０に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の時間波形を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００９０】
請求項１１に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報のサウンドスペクトログラムを付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００９１】
請求項１２に係る発明によれば、個々の難聴ユーザが自ら選択したフィッティング値の補聴効果を、様々な音環境で確認しながら最適なフィッティング値を決定していくことができる。
【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】３つの環境音に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を予め獲得するためのフローチャート
【図３】図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するためのフローチャート
【図４】図３に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図
【図５】図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するための別のフローチャート
【図６】図５に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図
【符号の説明】
１…音源処理部、１ａ…音源記憶部、１ｂ…音源信号変換部、１ｃ…音源信号選択部、１ｄ…音源提示部、２…パラメータ作成部、２ａ…座標獲得部、２ｂ…解ベクトル算出部、２ｃ…パラメータ書き込み部、３…２次元空間表示部、３ａ…最適解ベクトル獲得部、３ｂ…２次元座標算出部、３ｃ…表示部、４…プログラマブル補聴器、５…パラメータ記憶部、６…スピーカ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を始めとする、評価基準が主観的であって不明確であるために定量的な評価基準に基づいて調整を行うことができない問題について、複数の条件における最適値と個人の主観的な評価に基づいて最適な調整結果を得るための最適解決定方法及びこれを用いた補聴器フィッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を行う場合、その特性の評価基準は極めて主観的であって不明確なものとなる。各特性に対する嗜好の傾向はユーザ毎に大きく異なる場合が多いため、調整結果を定量的に評価、表現することができないという問題がある。
加えて、通常の場合、対象とする音響特性や画像特性などを調整するためのパラメータは複数個存在し、これらのパラメータ値の相互作用がユーザの主観的な評価に大きな影響を及ぼすため、最適な調整結果の決定は更に困難なものとなる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば特開平９−５４７６５号公報には、対話型遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調整方法が提案されている。この方法では、ｎ個の調整パラメータを要素とするｎ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響信号もしくは画像信号をユーザに提示した上で、各解ベクトルに対するユーザの評価値を基に遺伝的アルゴリズムを実施し、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、ユーザ自身が主観的に最も聞きやすいと感じるような特性を、各調整値の最適値を個別に算出するのではなく、各調整値間の相互作用も加味した上で算出することができる。
【０００４】
また、ある問題に対する最適な画像を決定するための方法が提案されている（SIGGRAPH Conf. Proc., Vol.1997, pp389-400,1997）。これは、対象となる画像の特性調整値を要素とするｎ次元解ベクトル（ｎ＞２）を構成し、各解ベクトルを２次元空間上に写像してユーザに図示し、ユーザがその２次元空間内の任意の座標を指定すると、その座標に対応する解ベクトルを調整値とする画像がユーザに提示されるというシステムである。この方法では、各解ベクトルを、各ベクトル間のユークリッド距離に基づくＭＤＳ（Multidimensional Scaling）法等を利用して２次元空間へ写像し、ユーザに対して多次元空間上の距離を２次元空間上にイメージさせながら、最適値を決定していくことができる。
【０００５】
本発明で対象としている、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などを決定する問題の一例として、補聴器のフィッティングが考えられる。難聴者の聴覚特性は個人毎に様々である上に、音に対する嗜好も個人個人で異なる。補聴器の多くは、このような様々な難聴者各々にフィットできるように、複数の調整機能（例えば、音量調整、周波数特性調整、出力制限調整、自動利得制御調整など）を有している。
【０００６】
補聴器フィッティングとは、これら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、通常はオージオグラム等の値を既知のフィッティング用の処方式に代入することにより行われる。特開平９−５４７６５号公報には、各調整機能の調整値を利用して前記ｎ次元解ベクトルを構成し、対話型遺伝的アルゴリズムを用いて補聴器のフィッティングを行う方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記対話型遺伝的アルゴリズムでは、ある問題に対する単一の条件に対して単一の最適値を決定するため、その条件、つまり調整に用いた条件に特化した最適値が決定されてしまうという問題がある。このため、複数の条件が存在しうる問題においては、各条件に対して各々対話型遺伝的アルゴリズムを実施し、各条件に特化した最適値を決定した上で、最終的な単一の最適値を別途決定せねばならず、この最終最適値は、調整者の主観的評価もしくは個々のユーザの嗜好に無関係に定められた計算式等によって決定されていた。
【０００８】
例えば、前記補聴器フィッティングの場合では、前記対話型遺伝的アルゴリズムを実施するために何らかの単一の音源（例えば音声信号）を用いると、その音源に特化した最適値が決定されてしまうという問題がある。
【０００９】
補聴器は様々な環境下で使用される機器であり、どのような環境下においても難聴者に快適な聴取状態を提供する必要があるので、単一の音源ではなく複数の条件(例えば、複数の環境音)に対して前記対話型遺伝的アルゴリズムを実施し、各条件に対する最適値を各々決定した上で最終最適値を決定する必要がある。
しかし、この最終最適値は、調整者の主観的評価もしくは個々のユーザの嗜好に無関係に定められた計算式等によって決定せざるを得ないという問題がある。
【００１０】
また、前記多次元解ベクトルを２次元空間に写像してユーザに最適値を決定させる方法においては、解ベクトルの次元数及びまたは解ベクトルの構成要素（遺伝子）のビット数が大きいと、２次元空間上に図示される最適解ベクトル候補が多数になり、最適解を決定するまでの所用時間が非常に長くなり、加えてユーザにかかる負担が増大してしまうという問題があった。
【００１１】
例えば、前記補聴器フィッティングにおいて前記多次元解ベクトルを２次元空間に写像してユーザーに最適値を決定させる方法を実施した場合、補聴器の調整機能の数及びまたは各調整機能の調整値のビット数によっては、難聴者に図示される最適解ベクトル候補が膨大になり、フィッティングに要する時間が非常に長くなり、難聴ユーザーにかかる負担が大きくなるという問題があった。
【００１２】
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、複数の条件に対応する最適値から、ユーザの嗜好が反映された最終的な最適値を、短時間で効率的に決定するための最適解決定方法及びこれを用いた補聴器フィッティング装置を提案しようとするものである。
【００１３】
【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、複数の条件に対応する最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて１つの最適ｎ次元解ベクトルをユーザに決定させる問題に対して、前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補の位置を２次元空間上に図示する第１ステップと、ユーザが前記２次元空間上の任意の座標を選択する第２ステップと、前記複数のｎ次元解ベクトル候補の２次元空間上の座標と事前に獲得した複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値に基づいて、前記ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元解ベクトルを算出する第３ステップを備え、ユーザが複数の最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて、最適な一つのｎ次元解ベクトルを決定するものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の最適解決定方法において、前記複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値を、対話型遺伝的アルゴリズムによって獲得するものである。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の最適解決定方法において、前記ｎ次元解ベクトルを補聴器の調整パラメータとするものである。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２記載の最適解決定方法において、前記ｎ次元解ベクトルを画像の調整パラメータとするものである。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１、２又は３記載の最適解決定方法において、前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補を、複数の音源に対する最適ｎ次元解ベクトルとするものである。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示手段を備えるものである。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示手段と、前記補聴器の調整パラメータ値及び／又は前記ｎ次元解ベクトルの表す音響的情報に基づく視覚的図形を表示する表示手段を備えるものである。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の周波数特性としたものである。
【００２１】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の入出力特性としたものである。
【００２２】
請求項１０に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報の時間波形としたものである。
【００２３】
請求項１１に係る発明は、請求項７に記載の補聴器フィッティング装置において、前記視覚的図形を、前記音響的な情報のサウンドスペクトログラムとしたものである。
【００２４】
請求項１２に係る発明は、請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載の補聴器フィッティング装置において、ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元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み、前記複数の音源を順次ユーザに提示するものである。
【００２５】
【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３つの環境音に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を予め獲得するためのフローチャート、図３は図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するためのフローチャート、図４は図３に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図、図５は図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するための別のフローチャート、図６は図５に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図である。
【００２６】
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、音源処理部１と、パラメータ作成部２、２次元空間表示部３からなる。なお、４はいわゆるプログラマブル補聴器、６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。
【００２７】
音源処理部１は、音源記憶部１ａ、音源信号変換部１ｂ、音源信号選択部１ｃ、音源提示部１ｄから、パラメータ作成部２は、座標獲得部２ａ、解ベクトル算出部２ｂ、パラメータ書き込み部２ｃから、２次元空間表示部３は、最適解ベクトル獲得部３ａ、２次元座標算出部３ｂ、表示部３ｃから構成される。
【００２８】
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５から構成される。ここで、パラメータ書き込み部２ｃは、プログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部５に接続されている。
【００２９】
音源記憶部１ａは、フィッティングに用いる環境音をデジタルで記録した複数の環境音ファイルと１つの校正音ファイルを記憶している。ここで、環境音及び校正音ファイルは、例えばＷＡＶＥファイル形式のようなデジタルデータで構成される。
【００３０】
音源信号変換部１ｂは、音源信号選択部１ｃからの制御信号に基づいて、音源記憶部１ａに記憶されている環境音ファイルを呼び出す機能を有すると共に、環境音ファイルに記憶されているデジタルデータをアナログ環境音信号に変換する機能を有する。
【００３１】
音源提示部１ｄは、音源信号変換部１ｂから出力された音源信号（アナログ環境音信号）を所定のレベルに増幅または減衰した後に、スピーカ６等を用いてプログラマブル補聴器４に向けて提示する。
【００３２】
座標獲得部２ａは、ユーザが選択した、表示部３ｃで表示された２次元空間内の任意の２次元座標を獲得する。解ベクトル算出部２ｂは、座標獲得部２ａが獲得した２次元座標から、補聴器の各調整機能の調整値から構成されるｎ次元解ベクトルを算出する。
【００３３】
パラメータ書き込み部２ｃは、解ベクトル算出部２ｂで算出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としてプログラマブル補聴器４のパラメータ記憶部５に書き込む機能を有する。
【００３４】
最適解ベクトル獲得部３ａは、本システムによるフィッティングに先立って予め定められた、各環境音に対するユーザの最適フィッティング値、即ち最適解ベクトルと各最適解ベクトルに対するユーザの評価値及びまたは任意の複数の解ベクトルとその評価値を獲得する。
【００３５】
２次元座標算出部３ｂは、最適解ベクトル獲得部３ａが獲得した解ベクトルと評価値から、ユーザに図示する２次元空間の座標を算出する。
【００３６】
表示部３ｃは、２次元座標算出部３ｂが算出した２次元空間の座標に基づいて、ユーザに２次元空間を図示すると共に、２次元座標算出部３ｂが算出した２次元空間の座標に基づくプログラマブル補聴器４の調整パラメータ値（例えば、音響利得：ＧＡＩＮ、出力制限：ＭＯＰや入出力特性の折点：ＴＫなど）及び音響的情報（周波数特性図、入出力特性図、時間波形図、サウンドスペクトログラム）を表示することができる。
【００３７】
そして、音源処理部１を構成する音源記憶部１ａと音源信号変換部１ｂと音源信号選択部１ｃ、パラメータ作成部２を構成する座標獲得部２ａと解ベクトル算出部２ｂ、２次元空間表示部３を構成する最適解ベクトル獲得部３ａと２次元座標算出部３ｂと表示部３ｃは、パーソナルコンピュータで構成することができる。
【００３８】
即ち、パーソナルコンピュータの内臓ハードディスク及びまたはメモリが、音源記憶部１ａの機能を担い、ＣＰＵと所定のプログラムが、音源信号変換部１ｂ、音源信号選択部１ｃ、解ベクトル算出部２ｂ、２次元座標算出部３ｂの機能を担い、キーボード及びまたはマウスが座標獲得部２ａ、最適解ベクトル獲得部３ａの機能を担い、ディスプレイが表示部３ｃの機能を担うことになる。
【００３９】
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と図３に示すフローチャートにより説明する。
図２において、先ず、ステップＳＰ１では、フィッティングに先立ち、音源提示の際の提示音圧レベル校正のために、音源信号選択部１ｃを操作して、音源記憶部１ａより校正音ファイルを呼び出し、音源提示部１ｄより提示する。
ステップＳＰ２において、騒音計等を用い提示音圧レベル校正を音源提示部１ｄの増幅度や減衰量を操作して行う。
【００４０】
次いで、ステップＳＰ３において、難聴者のオージオグラムを測定し、ステップＳＰ４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、仮のフィッティング値を算出する。
【００４１】
ステップＳＰ５、ステップＳＰ６において初期設定（ｉ＝１，ｋ＝１）をした後、ステップＳＰ７において、環境音ファイルを呼び出す。ここで使用する環境音ファイルは、例えば、事前に被験者から“最も頻繁に補聴器を使用する環境”を聴取しておき、その環境に最も近いと思われるものが使用される。
本発明の実施の形態では、環境音を家庭内騒音Ｓ1、事務所騒音Ｓ2、工場内騒音Ｓ3の３種類としている。
【００４２】
次いで、ステップＳＰ８において、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フィッティング値を解ベクトル化する。ここで、解ベクトル集合をｐik（ｉ＝１，２，３……，ｍ、ｋ＝１，２，３……，ｎ）とし、本発明の実施の形態では、ｍ＝３、ｎ＝２０としている。
【００４３】
次いで、ステップＳＰ９において、パラメータ書き込み部２ｃにて指定された解ベクトルｐik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ＳＰ１０において、その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５に書き込む。
【００４４】
次いで、ステップＳＰ１１において、音源信号変換部１ｂ及び音源提示部１ｄで、先ほど呼び出した環境音ファイルを再生し、スピーカ６よりプログラマブル補聴器４に提示する。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ｐikに応じて補聴処理された環境音）を聴取する。
【００４５】
ステップＳＰ１２において、提示した音、つまり、その時の解ベクトルｐikに対する被験者の評価値Ｅikを得る。評価値Ｅik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。
【００４６】
ステップＳＰ１３において、Ｅi20までの全ての評価値が獲得されたか否かを判断し、獲得されていなければステップＳＰ１４へ進み、上記操作を繰り返す。ここで、ステップＳＰ１４では、現在のフィッティング値に対する被験者の主観的評価を聴取し、その内容と評価値Ｅikの値を併せて考慮してフィッティング値の調整、変更を行う。
【００４７】
この調整、変更は、例えば、“うるさい”という評価ならば、音量調整や出力制限の値を低減するといった内容のものである。
一方、Ｅi20までの全ての評価値が獲得された場合には、ステップＳＰ１６において、これまでに最も高い評価値を得た解ベクトルｐikをその環境音に対する最適フィッティング値Ｆiとする。
【００４８】
次いで、ステップＳＰ１７において、上記操作が工場内騒音Ｓ3まで行われたか否か判断し、工場内騒音Ｓ3まで行われていればフィッティング作業を終了し、行われていなければステップＳＰ１８へ進み上記操作を工場内騒音Ｓ3についてフィッティング作業が終了するまで繰り返す。
【００４９】
次に、図２に示すフローチャートによって求めた、３種の音源Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3に対する最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3と各種のフィッティング値に対する評価値Ｅikを用いて、最終フィッティング値を決定する方法を図３のフローチャートに示す。
【００５０】
先ず、ステップＳＰ２１にて、図２に示す方法で得られた最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3を最適解ベクトル獲得部３ａにて獲得し、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3間の各々のユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を算出する。
【００５１】
ステップＳＰ２２にて、２次元座標算出部３ｂによりユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を３辺に持つ三角形を想定し、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3の２次元空間上の座標ｘ1，ｘ2，ｘ3を算出する。ここで、これらの座標ｘ1，ｘ2，ｘ3は、三角形がスクリーン上に適切な大きさで図示されるように、ユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23の値をユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23間の比率を保ったまま、等倍もしくは縮小して求めても良い。
【００５２】
また、ユークリッド距離ｄ12，ｄ13，ｄ23を３辺に持つ三角形が作成不可能な関係である場合（例えば、ｄ12＋ｄ13＜ｄ23）は、ユーザが操作しやすいように各値に適宜調整を加えて座標ｘ1，ｘ2，ｘ3を算出しても良い。この場合は例えば、図示する図形を三角形ではなく線分とし、座標ｘ2と座標ｘ3を結ぶ線分上の座標ｘ1と座標ｘ2の２次元空間上の距離と座標ｘ1と座標ｘ3の２次元空間上の距離の比がｄ12：ｄ13となるような座標にｘ1を配置しても良いし、前記線分上で座標ｘ2からの距離がｄ12で座標ｘ3からの距離がｄ13であるような２点を双方とも座標ｘ1として図示しても良い。
【００５３】
次いで、ステップＳＰ２３では、表示部３ｃにて座標ｘ1，ｘ2，ｘ3の位置をスクリーン上に図示する。ここで、図４にスクリーン上に図示された２次元空間の一例を示す。
【００５４】
ステップＳＰ２４では、ユーザが図４に示された２次元空間上において、三頂点の位置を参考にして任意の２次元空間上の位置を指示する。
すると、座標獲得部２ａは指示された位置の２次元空間上の座標ｘ4を獲得する。例えば、職場が事務所で、補聴器は主に職場と帰宅後の家庭内で使用するというユーザは、図４のＡ点の様な位置を指示する。
【００５５】
次いで、ステップＳＰ２５で、座標ｘ1，ｘ2，ｘ3と座標ｘ4との２次元空間上の距離ｄ14，ｄ24，ｄ34を算出し、ステップＳＰ２６で、最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3とのユークリッド距離の比率が、各々ｄ14：ｄ24：ｄ34となるような解ベクトルの候補Ｐhを求める。
【００５６】
ここで、ユークリッド距離の比率ｄ14：ｄ24：ｄ34には、（ｄ14＋ａ）：（ｄ24＋ａ）：（ｄ34＋ａ）もしくは（ｄ14×ａ）：（ｄ24×ａ）：（ｄ34×ａ）というように任意の幅を持たせても良い。例えば、解ベクトル候補Ｐhのｈの数を増やした場合には、単にｄ14：ｄ24：ｄ34として求めるだけでなく、（ｄ14＋ａ）：（ｄ24＋ａ）：（ｄ34＋ａ）として、ａ＝−１．０，０，１．０の３種類の比率に関するＰhを全て解ベクトル候補とする。なお、ｈの数は、距離ｄ14，ｄ24，ｄ34の値とａの値および各調整機能の調整値（解ベクトルの要素）のビット数によって異なる。
【００５７】
次いで、ステップＳＰ２７で、図２に示すフローチャートで求めた解ベクトルｐikの中から、評価が高かった（本例ではＥik＞３）解ベクトルｐikについて、各々解ベクトル候補Ｐhとの類似度Ｑikhを求める。ここで類似度とは、解ベクトルＰhとｐikの類似性を表す指標であり、本例では、両者のユークリッド距離の逆数としている。
【００５８】
次いで、ステップＳＰ２８で、類似度Ｑikhに評価値Ｅikを乗じる事により、算出された類似度に対して事前に獲得したユーザの評価による重み付けを行い、Ｑikh×Ｅikが最大になる解ベクトル候補Ｐhを求める。
【００５９】
次いで、ステップＳＰ２９において、Ｑikh×Ｅikが最大になる解ベクトル候補Ｐhをフィッティング値としてパラメータ書き込み部２ｃにより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ＳＰ３０において、その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５に書き込む。
【００６０】
次いで、ステップＳＰ３１，３２において、音源信号変換部１ｂ及び音源提示部１ｄで、最適フィッティング値Ｆ1に対応する環境音（家庭内騒音Ｓ1）のファイルを再生し、スピーカ６よりプログラマブル補聴器４に提示する。被験者はプログラマブル補聴器４の出力音（つまり、解ベクトル候補Ｐhに応じて補聴処理された家庭内騒音Ｓ1）を聴取する。
【００６１】
被験者が、ステップＳＰ３２〜ステップＳＰ３５において、プログラマブル補聴器４の出力音を３種の環境音Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3全てについて聴取し終えた後に、ステップＳＰ３６において、被験者が現在のフィッティング値Ｐhに満足するならばフィッティング終了し、満足しないならば、ステップＳＰ２４に戻って上記操作を繰り返し実行する。
【００６２】
この際、任意の座標ｘ4は、例えば、ユーザが現在のフィッティング値Ｐhでは、家庭内騒音Ｓ1下では聞きやすいが事務所内騒音Ｓ2下では聞きにくいと感じるのであればＢ点のような場所になり、家庭内騒音Ｓ1下、事務所内騒音Ｓ2下ともに聞きやすいが、工場内騒音Ｓ3下でももう少し快適に聴取できるようにしたいと感じるのであればＣ点のような場所になる。
【００６３】
次に、図２に示すフローチャートによって求めた、３種の音源Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3に対する最適フィッティング値Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3と各種のフィッティング値に対する評価値Ｅikを用いて、最終フィッティング値を決定する別の方法を、図５に示すフローチャートにより説明する。
【００６４】
先ず、ステップＳＰ４１〜ステップＳＰ４９の内容は、図３に示すフローチャートのステップＳＰ２１〜ステップＳＰ２９の内容と同様なので説明を省略する。
【００６５】
次いで、ステップＳＰ５０では、図６に示すように、２次元空間上の座標ｘ4に対応したプログラマブル補聴器４の調整パラメータ（例えば、音響利得：ＧＡＩＮ＝５、出力制限：ＭＯＰ＝３や入出力特性の折点：ＴＫ＝２などの値）及び音響特性図（例えば、入出力音圧レベル毎の周波数特性図）を表示部３ｃのスクリーン上に表示する。
【００６６】
このように表示部３ｃのスクリーン上に、２次元空間上の座標ｘ4に対応したプログラマブル補聴器４の調整パラメータ値及び音響特性図を表示することにより、被験者にとっても、パラメータの調整作業者にとっても補聴器の調整具合を視覚的に把握できるので、最適な補聴器の調整パラメータ値を効率的かつ正確に設定することができる。
【００６７】
なお、図６では、表示部３ｃのスクリーン上に表示する視覚的図形を、ｘ4に相当する解ベクトルＰhによって生ずる周波数特性としているが、この場合の図形は解ベクトルＰhの表す音響的情報に基づく図形であれば周波数特性でなくとも良い。例えば、音の入出力特性を変更できるタイプの補聴器（いわゆるＡＧＣ補聴器もしくはノンリニア補聴器）であるならば、その入出力特性を視覚的図形としても良い。
【００６８】
また、表示部３ｃのスクリーン上に表示する図形を、特定の音信号が補聴器に入力された場合の、その補聴器の出力音の時間波形としても良い。この場合の入力音は、遺伝的アルゴリズムで用いた音源を用いても良いし、他の音信号を用いても良い。
【００６９】
また、表示部３ｃのスクリーン上に表示する図形を、特定の音信号が補聴器に入力された場合の、その補聴器の出力音のサウンドスペクトログラムとしても良い。この場合の入力音は、遺伝的アルゴリズムで用いた音源を用いても良いし、他の音信号を用いても良い。
【００７０】
更に、ステップＳＰ５１〜ステップＳＰ５７の内容は、図３に示すフローチャートのステップＳＰ３０〜ステップＳＰ３６の内容と同様なので説明を省略する。
【００７１】
なお、本発明の実施の形態では、３種類の環境音Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を用いてフィッティングを実施しているが、２もしくは４種類以上の環境音で実施しても良い。
【００７２】
また、本発明の実施の形態では、各多次元ベクトル間のユークリッド距離の比率を用いて、各多次元ベクトルの位置を２次元空間上に図示しているが、ＭＤＳ法や自己組織化写像技術等を用いて２次元空間上へ図示しても良い。
【００７３】
また、本発明の実施の形態では、類似度Ｑikhを、Ｅik＞３の解ベクトルｐikのみについて求めているが、解ベクトルｐikの条件はＥik＞３以外の条件でも良く、条件をつけずに全ての解ベクトルｐikについて類似度Ｑikhを求めても良い。
加えて、類似度Ｑikhを求める解ベクトルの候補はｐikに限る必要はなく、例えば、各解ベクトルｐikとユークリッド距離が近い全ての解ベクトルｐikを解ベクトル候補Ｐhとしても良い。
【００７４】
また、本発明の実施の形態では、類似度Ｑikhを単に解ベクトル候補Ｐhと解ベクトルｐikのユークリッド距離の逆数としているが、この類似度は両ベクトルの類似性を表すことができる指標であれば良く、例えば各解ベクトルｐikの要素に特定の重み付けを行った上でのユークリッド距離の逆数としても良い。
【００７５】
なお、以上の本発明の実施の形態では、各種音源に対する最適フィッティング値および各種のフィッティング値に対する評価値獲得を図２に示すフローチャートにより行う方法について説明した。
しかし、これらの値の獲得は対話型遺伝的アルゴリズムを用いて行っても良い。
【００７６】
対話型遺伝的アルゴリズムでは、音源に特化した最適値が求まり、加えて、最適値決定の過程で各種の解ベクトルに対する評価値を得るので、これらの値を記録しておけば、そのまま本方法に利用することができる。
【００７７】
つまり、音源を家庭内騒音Ｓ1、事務所騒音Ｓ2、工場内騒音Ｓ3とする対話型遺伝的アルゴリズムをそれぞれ実施し、各音源に対する最適解ベクトルＦ1，Ｆ2，Ｆ3を求めると同時に、対話型遺伝的アルゴリズムの進化の過程で得られた複数の解ベクトルをｐikとし、これらに対する評価値をＥikとして本発明を実施するのである。
【００７８】
なお、本発明の実施の形態では、補聴器フィッティングについてのみ説明しているが、本システム最適化方法の適用は補聴器フィッティングに限るものではなく、例えば、眼鏡やコンタクトレンズなどを用いた視力矯正や個人の嗜好に合わせたインテリア等の製品のデザインなど、個人の嗜好に合わせた音響特性や画像特性などの調整を始めとする、評価基準が主観的及び不明確であって定量的な評価基準に基づいて調整を行うことができない問題で、複数の条件における最適値と個人の主観的な評価を予め得ることが可能な全ての問題に適用可能である。
【００７９】
また、本発明の実施の形態は、補聴器フィッティングについてのみ記載されているが、本最適解決定方法は、ユーザの嗜好に合わせた画像を作成するために用いることもできる。この場合は、例えば、対象とする画像の解像度や輝度の値を、スクリーン上の座標毎に異なる値に設定して最適な画像調整を行おうとする場合等に、座標毎の解像度や輝度を要素とする解ベクトルを作成して、本発明を実施することができる。
【００８０】
【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、評価基準が主観的であって不明確な問題に対して、特定の条件に特化した最適値ではなく、複数の条件を鑑みた単一の最適値を、ユーザの嗜好を反映した上で、効率的かつ正確に求めることができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、複数の条件に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を効率的かつ正確に獲得することができるため、複数の条件を鑑みた単一の最適値をより効率的かつ正確に求めることができる。
【００８２】
請求項３に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映した補聴器フィッティングを行うことができる。
【００８３】
請求項４に係る発明によれば、個々のユーザの画像に対する嗜好を反映した上で、最適な単一の画像調整値を得ることができる。
【００８４】
請求項５に係る発明によれば、提示する音源を複数の環境音とすることにより、特定の音環境に特化したフィッティングでなく、様々な音環境に適したフィッティングを行うことができる。
【００８５】
請求項６に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映し、様々な音環境に適した補聴器フィッティングを行うことができる。
【００８６】
請求項７に係る発明によれば、個々の難聴ユーザの音に対する嗜好を反映し、様々な音環境に適した補聴器フィッティングを、表示手段により表示される補聴器の調整パラメータ値及び／又は音響的情報に基づく視覚的図形を参照しながら行うことができる。
【００８７】
請求項８に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の周波数特性を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００８８】
請求項９に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の入出力特性を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００８９】
請求項１０に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報の時間波形を付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００９０】
請求項１１に係る発明によれば、視覚的図形として音響的情報のサウンドスペクトログラムを付与するため、ユーザが過去の解ベクトルに自ら与えた評価値を容易に記憶することができるので、評価のゆらぎを最小限にとどめて、最適解を効率的かつ正確に求めることができる。
【００９１】
請求項１２に係る発明によれば、個々の難聴ユーザが自ら選択したフィッティング値の補聴効果を、様々な音環境で確認しながら最適なフィッティング値を決定していくことができる。
【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】３つの環境音に対する最適値と複数の解ベクトルに対する評価値を予め獲得するためのフローチャート
【図３】図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するためのフローチャート
【図４】図３に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図
【図５】図２に示す方法により得られた結果に基づいて単一の最終最適フィッティング値を決定するための別のフローチャート
【図６】図５に示す方法で使用する２次元空間の一例を示す図
【符号の説明】
１…音源処理部、１ａ…音源記憶部、１ｂ…音源信号変換部、１ｃ…音源信号選択部、１ｄ…音源提示部、２…パラメータ作成部、２ａ…座標獲得部、２ｂ…解ベクトル算出部、２ｃ…パラメータ書き込み部、３…２次元空間表示部、３ａ…最適解ベクトル獲得部、３ｂ…２次元座標算出部、３ｃ…表示部、４…プログラマブル補聴器、５…パラメータ記憶部、６…スピーカ。
Claims (12)
- 複数の条件に対応する最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて１つの最適ｎ次元解ベクトルをユーザに決定させる問題に対して、前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補の位置を２次元空間上に図示する第１ステップと、ユーザが前記２次元空間上の任意の座標を選択する第２ステップと、前記複数のｎ次元解ベクトル候補の２次元空間上の座標と事前に獲得した複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値に基づいて、前記ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元解ベクトルを算出する第３ステップを備え、ユーザが複数の最適ｎ次元解ベクトル候補に基づいて、最適な一つのｎ次元解ベクトルを決定することができることを特徴とする最適解決定方法。
- 前記複数のｎ次元解ベクトルに対するユーザの評価値を、対話型遺伝的アルゴリズムによって獲得することを特徴とする請求項１記載の最適解決定方法。
- 前記ｎ次元解ベクトルを補聴器の調整パラメータとする請求項１又は２記載の最適解決定方法。
- 前記ｎ次元解ベクトルを画像の調整パラメータとする請求項１又は２記載の最適解決定方法。
- 前記複数の最適ｎ次元解ベクトル候補を、複数の音源に対する最適ｎ次元解ベクトルとする、請求項１、２又は３記載の最適解決定方法。
- 請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示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。
- 請求項１、２、３又は５記載の最適解決定方法により求めたｎ次元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、音源を格納する音源記憶手段と、音源を補聴器に提示するための音源提示手段と、前記補聴器の調整パラメータ値及び／又は前記ｎ次元解ベクトルの表す音響的情報に基づく視覚的図形を表示する表示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。
- 前記視覚的図形が、前記音響的情報の周波数特性であることを特徴とする請求項７に記載の補聴器フィッティング装置。
- 前記視覚的図形が、前記音響的情報の入出力特性であることを特徴とする請求項７に記載の補聴器フィッティング装置。
- 前記視覚的図形が、前記音響的情報の時間波形であることを特徴とする請求項７に記載の補聴器フィッティング装置。
- 前記視覚的図形が、前記音響的情報のサウンドスペクトログラムであることを特徴とする請求項７に記載の補聴器フィッティング装置。
- ユーザが選択した任意の座標に相当するｎ次元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み、前記複数の音源を順次ユーザに提示する請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載の補聴器フィッティング装置。
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