JP3741651B2 - 聴覚フィルタの形状推定方法とその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人の聴覚フィルタの形状を推定する方法とその装置に関する。
【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】
また、近年、人間の聴覚の周波数分析のメカニズムを表現するためのモデルとして、聴覚フィルタが提案されている。これは、人間の内耳の周波数分析のメカニズムを複数の帯域フィルタバンクで表現する考え方である。このフィルタバンク内の個々のフィルタ（聴覚フィルタ）の形状は、通常、ノッチノイズマスキングを用いて測定される。これまでに、この聴覚フィルタの理論を利用した難聴者のための周波数分解能簡易測定法が、特開平６−３２７６５４号公報に開示されている。人間の聴覚フィルタの形状は、roex（ｐ，ｒ）フィルタによってモデル化できることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノッチノイズマスキングによる聴覚フィルタの測定は、個々の被験者の聴覚フィルタ形状を高精度で測定することができると言われているが、測定に要する時間は極めて長く、実際に耳鼻科臨床の現場や補聴器フィッティングの現場で、個々の難聴者について随時測定することは事実上不可能であった。特開平６−３２７６５４号公報では、短時間で周波数分解能が劣化しているかどうかを測定する方法が提案されているが、この方法は劣化の有無を判定することは可能であるが、周波数分解能の劣化度合い、延いては聴覚フィルタの形状そのものを測定することはできなかった。
【０００７】
更に、聴覚フィルタの形状は、入力信号のレベルに応じて変化するといわれている。健聴者の聴覚フィルタ測定には、過去の様々な知見から、４０ｄＢ／Ｈｚ程度のレベルのマスカー（ノッチノイズ）が最適であると言われており、４０ｄＢ／Ｈｚ以上のレベルで測定した聴覚フィルタはその形状がブロードになるといわれている。しかし、全ての難聴者においてもこれらのレベルに応じて、健聴者と同様の聴覚フィルタの形状変化が起こっているとは限らない。個々の難聴者の、レベルに応じた聴覚フィルタの形状変化特性を測定する方法はこれまでのところ皆無である。
【０００８】
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、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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を短時間で正確に推定する方法とその装置を提案しようとするものである。
【０００９】
【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、聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮXを決定し、次いで前記信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮXのマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、前記値ｘをパラメータとし、被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する装置であって、所定周波数の信号音を生成する信号音生成部と、この信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部と、ノッチを持たないノイズを生成するノイズ生成部と、このノイズ生成部で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰するノイズレベル変更部と、ノイズに前記信号音の周波数を含むノッチを与えるノッチ幅変更部と、このノッチ幅変更部が出力するノッチノイズを前記信号音レベル変更部が出力する信号音に重畳するノッチノイズ重畳部と、このノッチノイズ重畳部が出力する検査音を被験者に提示する検査音提示部と、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部と、前記ノッチ幅及びその上限値に基づいてroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを算出すると共に、得られた係数ｐ，ｒからフィルタ形状を推定する聴覚フィルタ算出部と、推定したフィルタ形状を表示する聴覚フィルタ表示部を備えるものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１４】
【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は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図、図２は検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート、図３は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図、図４は同じく手順を示すフローチャート、図５は本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図、図６はマスカーの構成図である。
【００１５】
本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置は、図１に示すように、信号音生成部１、信号音レベル変更部２、ノイズ生成部３、ノイズレベル変更部４、ノッチ幅変更部５、ノッチノイズ重畳部６、検査音提示部７、上限値算出部８、聴覚フィルタ算出部９、聴覚フィルタ表示部１０、ノッチ幅表示部１１、応答部１２などを備えている。
【００１６】
信号音生成部１は、信号音（純音）として所定の周波数ｆの正弦波信号を出力する。周波数ｆの値は、任意に設定することができる。信号音生成部１は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによって信号音を生成してもよいし、メモリで構成し、予め信号音信号を格納するようにしてもよい。
【００１７】
信号音レベル変更部２は、信号音生成部１で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する。信号音レベル変更部２は、ある被験者の最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］の信号音、最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］に任意の値ｘ［ｄＢ］を加算したレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から任意の値ａ［ｄＢ］を減算したレベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ’などを出力する。なお、ｘ＞ａとする。
【００１８】
ノイズ生成部３は、ノッチを持たないノイズ（ホワイトノイズなど）を生成する。ノイズ生成部３は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによってノイズを生成してもよいし、メモリで構成し、予めノイズ信号を格納しておいてもよい。ノイズレベル変更部４は、ノイズ生成部３で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰する。ノイズレベル変更部４は、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音ＳをマスクすることができるレベルＮXのノイズなどを出力する。
【００１９】
ノッチ幅変更部５は、ノイズレベル変更部４より出力されるノイズに中心周波数ｆCが信号音の周波数ｆと同一（ｆC＝ｆ）であるノッチを与える。このノッチのノッチ幅ｇは、被験者の応答によって随時変更される。ノッチ幅変更部５は、所望のノッチを実現するようなフィルタとして構成してもよいし、複数のノッチノイズを予めメモリに格納しておいて、各種のノッチを有するノイズを随時選択的に使用してもよい。
【００２０】
ノッチノイズ重畳部６は、ノッチ幅変更部５が出力する中心周波数ｆC、ノッチ幅ｇ、レベルＮXのノッチノイズ（マスカー）を、信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’に重畳して検査音とする。
検査音提示部７は、ノッチノイズ重畳部６が出力する検査音を被験者に提示する。被験者は検査音を聴取して、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答する。
【００２１】
上限値算出部８は、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅ｇに基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値ｇmaxを算出する。
聴覚フィルタ算出部９は、被験者が信号音Ｓ’を知覚できた時のノッチ幅ｇ及び上限値ｇmaxに基づいてroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出すると共に、得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
【００２２】
roex（ｐ，ｒ）フィルタは、次に示す式（１）で定義される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
ここで、ｐはフィルタのバンド幅（傾斜角度）を表す係数、ｒはフィルタのダイナミックレンジを表す係数、ｇは聴覚フィルタの中心周波数からの距離を正規化した値でノッチ幅（＝Δｆ／ｆC）である。聴覚フィルタを式（１）でモデル化するためには、ノッチノイズマスキングによって得られるノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）が用いられる。これは、次に示す式（２）で定義される。
【００２５】
【数２】
【００２６】
ここで、ｇmaxはノッチ幅ｇの上限値、Ｋは各個人の感度、ｆCはノッチノイズの中心周波数、ＮXはマスカーＭのレベルである。
【００２７】
聴覚フィルタ表示部１０は、聴覚フィルタ算出部９によって得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を表示する。
ノッチ幅表示部１１は、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーのノッチ幅ｇを表示する。
【００２８】
応答部１２は、被験者の操作によって検査音提示部７により提示される検査音から信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号と知覚できない場合の応答信号を出力する。そして、信号音Ｓ’を知覚できない場合の応答信号が、ノッチ幅変更部５へ出力される。
【００２９】
なお、信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号のみを使用し、所定時間知覚できた場合の応答信号が出力されない時には、知覚できなかったものと判断し、次のステップに進むようにしてもよい。
【００３０】
以上のように構成した聴覚フィルタの形状推定装置の動作について説明する。信号音Ｓ’にマスカーＭをノッチノイズ重畳部６において重畳し、検査音を作成する。作成された検査音は、検査音呈示部７から被験者に提示される。
被験者は、検査音を聴取し、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答部１２により応答する。
【００３１】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初の検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００３２】
ノッチ幅変更部５では、その応答に応じて新たなマスカーＭを作成し、再びノッチノイズ重畳部６に出力する。ここで、マスカーＭのノッチ幅ｇの変更は、被験者の応答に応じて自動的に行うようにしてもよいし（ＣＰＵ等で構成し、専用プログラムを用意する）、測定者がその都度手動で指示してもよい。
【００３３】
ノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００３４】
測定中のノッチ幅ｇは、ノッチ幅表示部１１に表示される。そして、ノッチ幅変更部５は、ノッチ幅ｇを徐々に大きくしていき、被験者の応答により信号音Ｓ’が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇX-aを測定する。最小ノッチ幅ｇX-aは、図３に示すように、ノッチ雑音マスキングデータ特性において、頂点からａ［ｄＢ］減衰した点のバンド幅と等価である。
【００３５】
上限値算出部８では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇX-aを用いて上限値ｇmaxを算出する。
聴覚フィルタ算出部９では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇX-aと上限値算出部８が算出した上限値ｇmaxを用いてroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを、次のようにして算出する。ここでは、式（２）においてＰｓ ( ０ ) とＰｓ ( ｇ X-a ）の差分をとり、次に示す式（３）とする。
【００３６】
【数３】
【００３７】
ここで、ｇX-aの値は測定値であり、ｒはダイナミックレンジを定める係数ｘを用いて１０ｌｏｇ 10 ｒ＝-ｘとし、ａは測定条件によって決まる定数であるので、ｇmaxの値が決まれば、フィルタ係数ｐの値を算出することができる。
【００３８】
ｇmaxの値の決定法としては、以下のような方法が考えられる。信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇの値（以下ｇtと記す）は、健聴者でマスカーレベルが１０ｌｏｇ 10 ＮX＝４０ｄＢＳＰＬ/Ｈｚの場合、概ねｇt＝０．６〜０．７であり、ｇmax＞０．８の区間の積分はノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）の値に殆ど影響を与えない。
【００３９】
従って、聴覚フィルタの過去の測定データを参照すると、ｇmaxの値とｇtの値の関係は、次に示す式（４）となる。
【００４０】
【数４】
【００４１】
ここで、Ｃの値は、概ね１．１〜１．３となっている。一方、本発明の簡易測定法では、測定値がノッチ幅ｇX-aのみであるため、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇtの値は未知である。加えて、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇtの値は、測定結果（ノッチ幅ｇと信号検出閾値［ｄＢＳＰＬ］との関係）からダイナミックレンジ（値ｘに相当）によっても変化することが分かっている。よって、ｇmaxの値はノッチ幅ｇX-aからｘの値ごとに推定する必要があり、ｇmaxの値とｇX-aの値の関係は、次に示す式（５）となる。
【００４２】
【数５】
【００４３】
ここで、Ａxはｘの値に応じて変化する係数である。このＡxの値は、式（４）でＣ＝１．２と仮定し、２名の健聴被験者の測定結果（ｇtの値）を用いてｇmaxの値を算出し、このｇmaxの値とｇX-aの値から実験的に決定すると、次に示す表１のようになる。
【００４４】
【表１】
【００４５】
なお、表１では、ｘ＝１０,１５,２０,３０［ｄＢ］におけるｇtの値を測定し、Ａxの値を算出しているが、例えばｘ＝４０,５０［ｄＢ］におけるＡxの値についても予め用意しておくことができる。
【００４６】
従って、聴覚フィルタ算出部９では、上限値ｇmaxと最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する値ｘと値ａを式（３）に代入してroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出する。更に、フィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
そして、聴覚フィルタ表示部１０では、フィルタ係数ｐとフィルタ係数ｒに相当する値ｘからフィルタ形状を表示する。
【００４７】
このようにして、フィルタ係数ｒに相当する値ｘを、例えば１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］として、それぞれについてフィルタ係数ｐの推定値を求め、図５に示すように、値ｘをパラメータとした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００４８】
次に、本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法について、図４に示すフローチャートより説明する。
先ず、ステップＳＰ１で、測定する周波数（信号音周波数）ｆを設定し、ステップＳＰ２で、ノイズを付加しない状態で周波数ｆにおける純音最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］を測定する。
【００４９】
次いで、ステップＳＰ３で、ノッチ雑音マスキングデータのダイナミックレンジを定める係数ｘの値を設定する。ここでは、ｘ＝１０としている。更に、ステップＳＰ４において、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓを作成する。
【００５０】
次いで、ステップＳＰ５で、信号音Ｓにレベルが十分小さいホワイトノイズを重畳し、ホワイトノイズのレベルを徐々に上昇させながら、被験者が信号音Ｓを知覚できなくなる最小のレベル（限界マスキングレベル）１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］を測定する。
【００５１】
ステップＳＰ６では、レベル１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］のノイズのノッチ幅ｇを所定の値に設定する。ここでは、ｇ＝０．０５としている。また、ステップＳＰ７では、信号音ＳのレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から減じる値ａ［ｄＢ］を所定の値（ｘ＞ａ）に設定する。ここでは、ａ＝５としている。
【００５２】
次いで、ステップＳＰ８で、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓ’を作成する。更に、ステップＳＰ９で、ノッチの中心周波数ｆC（＝ｆ）、ノッチ幅ｇ、レベル１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］のマスカーＭを作成する。
【００５３】
次いで、ステップＳＰ１０で、信号音Ｓ’にマスカーＭを重畳し、検査音として被験者に提示する。更に、ステップＳＰ１１で、被験者に検査音から信号音Ｓ’を知覚できたか否か判断させ、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がない場合には、ステップＳＰ１２へ進みノッチ幅ｇの値を徐々に増加させ（ここでは、増加幅を０．０５としている）、ステップＳＰ９〜ステップＳＰ１１を信号音Ｓ’を知覚できたという応答があるまで繰り返す。
【００５４】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初に検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。同様に、ステップＳＰ１２でノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にすることができる。
【００５５】
そして、信号音Ｓ’の提示開始のタイミングと応答のタイミングが著しく異なる場合には、再度同条件で測定を行い、安定した応答が得られるまで測定を繰り返してもよい。また、所定時間ｔは一定値である必要はなく、測定回毎にランダムに変更してもよい。
【００５６】
このように、最初の検査音提示の際に信号音Ｓ’をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて提示したり、マスカーＭのノッチ幅ｇの値を変化させたときに信号音Ｓ’のみを一旦停止し、所定時間ｔが経過した後に信号音Ｓ’を被験者に提示したりして、その時の被験者の応答のタイミングを観察すれば、被験者の応答の正当性を判断することも可能であると考えられるからである。
【００５７】
図２に示すように、信号音Ｓ’が被験者に提示された後に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、信号音Ｓ’の停止と同時に知覚したとの応答が無くなれば、被験者の応答は正常であると判断できる。一方、信号音Ｓ’が被験者に提示される前に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、しかも信号音Ｓ’の停止後も知覚したとの応答が維持される場合などは、被験者の応答は正常でないと判断できるので、再測定を行うか、または信号音Ｓ’のレベル及びマスカーＭのレベルの設定を変更すればよい。
【００５８】
ステップＳＰ１１で、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がされると、ステップＳＰ１３へ進む。
ステップＳＰ１３では、その時のノッチ幅ｇを、その被験者の最小ノッチ幅ｇX-aと定める。更に、設定した値ｘ（＝１０［ｄＢ］）におけるＡxの値を、表１を用いて決定する（Ａx＝３．１５）。
【００５９】
次いで、ステップＳＰ１４で、式（５）にＡxの値（３．１５）及び測定した最小ノッチ幅ｇX-aの値を代入して被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxの値を決定する。
【００６０】
ステップＳＰ１５では、式（３）に測定した最小ノッチ幅ｇX-aと、この最小ノッチ幅ｇX-aから推定したノッチ幅の上限値ｇmaxと、予め設定した係数ｒに相当する値ｘ及び値ａを代入して、roex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐX（ｘ＝１０）の推定値を算出する。
【００６１】
次いで、ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０であるか否かを判断し、ｘ＝５０でなければ、ステップＳＰ１７に進んでｘ＝ｘ＋１０とし、ｘ＝５０になるまでステップＳＰ４〜ステップＳＰ１７を繰り返し、新たなｘ（ｘ＝２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）についてのフィルタ係数ｐXの推定値を式（３）より算出する。ここでは、ｘの増加幅を１０とし、ｘ＝５０までの測定を行っている。
【００６２】
ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０になったと判断されると、ステップＳＰ１８において、図５に示すように、値ｘをパラメータ（ｘ＝１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）とした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００６３】
なお、本発明の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、マスカーＭをホワイトノイズにノッチを付加する方法で作成しているが、このマスカーＭは、図６（ｂ）に示すように、２つのバンドノイズ（高周波数側と低周波数側）で構成してもよい。
【００６４】
また、上述の発明の実施の形態においては、信号音レベル変更部２が出力する信号音信号の周波数ｆと、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーＭの中心周波数ｆC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、ノッチ幅内に信号音信号が含まれていればよい。
【００６５】
更に、上述の発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇX-aを求めるのに際し、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを狭く設定（ｇ＝０．０５）して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できない場合に、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを広くして信号音Ｓ’を知覚できるまで再度検査音を提示する手順を説明した。
【００６６】
しかし、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇX-aが求まればよいのであるから、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを広く設定して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できる状態にし、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを狭くして信号音Ｓ’を知覚できなくなるまで再度検査音を提示する手順としてもよい。
【００６７】
また、上述の発明の実施の形態においては、信号音のレベルや限界マスキングレベルＮXの設定に際し、いわゆる極限法を用いた場合について説明したが、信号音を加算した検査音と信号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（Two alternative forced choice）等の心理物理測定法に基づいて設定してもよい。
【００６８】
更に、上述の発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇX-a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。
【００６９】
また、上述の発明の実施の形態においては、聴覚フィルタのモデルをroex（ｐ，ｒ）フィルタとしてフィルタ形状の推定を行ったが、このモデル関数は必ずしもroex（ｐ，ｒ）フィルタである必要はなく、聴覚フィルタのモデルとして適正であれば、他の関数（例えば、roex（ｐ，ｒ）フィルタにおいて、１０ｌｏｇ 10 ｒ＝０としたroex（ｐ）など）であっても差し支えない。
【００７０】
更に、上述の発明の実施の形態においては、最小ノッチ幅ｇX-a測定時のステップＳＰ１０における検査音提示の開始時に、信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて被験者の応答の正当性を判断しているが、ステップＳＰ５で限界マスキングレベルＮX測定時にホワイトノイズのレベルを変更する際にも、同様の時間遅れを信号音Ｓに与えて、限界マスキングレベルＮX測定における正当性も併せて判断してもよい。
【００７１】
【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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００７２】
請求項２に係る発明によれば、入力信号レベルに対応した聴覚フィルタの形状を推定することがで、入力信号レベルと聴覚フィルタとの関係を知ることができる。
【００７３】
請求項３に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【００７４】
請求項４に係る発明によれば、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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００７５】
請求項５に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図
【図２】検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート
【図３】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図
【図４】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の手順を示すフローチャート
【図５】本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図
【図６】マスカーの構成図
【符号の説明】
１…信号音生成部、２…信号音レベル変更部、３…ノイズ生成部、４…ノイズレベル変更部、５…ノッチ幅変更部、６…ノッチノイズ重畳部、７…検査音提示部、８…上限値算出部、９…聴覚フィルタ算出部、１０…聴覚フィルタ表示部、１１…ノッチ幅表示部、１２…応答部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、人の聴覚フィルタの形状を推定する方法とその装置に関する。
【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】
また、近年、人間の聴覚の周波数分析のメカニズムを表現するためのモデルとして、聴覚フィルタが提案されている。これは、人間の内耳の周波数分析のメカニズムを複数の帯域フィルタバンクで表現する考え方である。このフィルタバンク内の個々のフィルタ（聴覚フィルタ）の形状は、通常、ノッチノイズマスキングを用いて測定される。これまでに、この聴覚フィルタの理論を利用した難聴者のための周波数分解能簡易測定法が、特開平６−３２７６５４号公報に開示されている。人間の聴覚フィルタの形状は、roex（ｐ，ｒ）フィルタによってモデル化できることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノッチノイズマスキングによる聴覚フィルタの測定は、個々の被験者の聴覚フィルタ形状を高精度で測定することができると言われているが、測定に要する時間は極めて長く、実際に耳鼻科臨床の現場や補聴器フィッティングの現場で、個々の難聴者について随時測定することは事実上不可能であった。特開平６−３２７６５４号公報では、短時間で周波数分解能が劣化しているかどうかを測定する方法が提案されているが、この方法は劣化の有無を判定することは可能であるが、周波数分解能の劣化度合い、延いては聴覚フィルタの形状そのものを測定することはできなかった。
【０００７】
更に、聴覚フィルタの形状は、入力信号のレベルに応じて変化するといわれている。健聴者の聴覚フィルタ測定には、過去の様々な知見から、４０ｄＢ／Ｈｚ程度のレベルのマスカー（ノッチノイズ）が最適であると言われており、４０ｄＢ／Ｈｚ以上のレベルで測定した聴覚フィルタはその形状がブロードになるといわれている。しかし、全ての難聴者においてもこれらのレベルに応じて、健聴者と同様の聴覚フィルタの形状変化が起こっているとは限らない。個々の難聴者の、レベルに応じた聴覚フィルタの形状変化特性を測定する方法はこれまでのところ皆無である。
【０００８】
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、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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を短時間で正確に推定する方法とその装置を提案しようとするものである。
【０００９】
【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、聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮXを決定し、次いで前記信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮXのマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、前記値ｘをパラメータとし、被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定するものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する装置であって、所定周波数の信号音を生成する信号音生成部と、この信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部と、ノッチを持たないノイズを生成するノイズ生成部と、このノイズ生成部で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰するノイズレベル変更部と、ノイズに前記信号音の周波数を含むノッチを与えるノッチ幅変更部と、このノッチ幅変更部が出力するノッチノイズを前記信号音レベル変更部が出力する信号音に重畳するノッチノイズ重畳部と、このノッチノイズ重畳部が出力する検査音を被験者に提示する検査音提示部と、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部と、前記ノッチ幅及びその上限値に基づいてroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを算出すると共に、得られた係数ｐ，ｒからフィルタ形状を推定する聴覚フィルタ算出部と、推定したフィルタ形状を表示する聴覚フィルタ表示部を備えるものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始するものである。
【００１４】
【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は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図、図２は検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート、図３は本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図、図４は同じく手順を示すフローチャート、図５は本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図、図６はマスカーの構成図である。
【００１５】
本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置は、図１に示すように、信号音生成部１、信号音レベル変更部２、ノイズ生成部３、ノイズレベル変更部４、ノッチ幅変更部５、ノッチノイズ重畳部６、検査音提示部７、上限値算出部８、聴覚フィルタ算出部９、聴覚フィルタ表示部１０、ノッチ幅表示部１１、応答部１２などを備えている。
【００１６】
信号音生成部１は、信号音（純音）として所定の周波数ｆの正弦波信号を出力する。周波数ｆの値は、任意に設定することができる。信号音生成部１は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによって信号音を生成してもよいし、メモリで構成し、予め信号音信号を格納するようにしてもよい。
【００１７】
信号音レベル変更部２は、信号音生成部１で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する。信号音レベル変更部２は、ある被験者の最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］の信号音、最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］に任意の値ｘ［ｄＢ］を加算したレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から任意の値ａ［ｄＢ］を減算したレベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の信号音Ｓ’などを出力する。なお、ｘ＞ａとする。
【００１８】
ノイズ生成部３は、ノッチを持たないノイズ（ホワイトノイズなど）を生成する。ノイズ生成部３は、ＣＰＵで構成して、所定のプログラムによってノイズを生成してもよいし、メモリで構成し、予めノイズ信号を格納しておいてもよい。ノイズレベル変更部４は、ノイズ生成部３で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰する。ノイズレベル変更部４は、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の信号音ＳをマスクすることができるレベルＮXのノイズなどを出力する。
【００１９】
ノッチ幅変更部５は、ノイズレベル変更部４より出力されるノイズに中心周波数ｆCが信号音の周波数ｆと同一（ｆC＝ｆ）であるノッチを与える。このノッチのノッチ幅ｇは、被験者の応答によって随時変更される。ノッチ幅変更部５は、所望のノッチを実現するようなフィルタとして構成してもよいし、複数のノッチノイズを予めメモリに格納しておいて、各種のノッチを有するノイズを随時選択的に使用してもよい。
【００２０】
ノッチノイズ重畳部６は、ノッチ幅変更部５が出力する中心周波数ｆC、ノッチ幅ｇ、レベルＮXのノッチノイズ（マスカー）を、信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’に重畳して検査音とする。
検査音提示部７は、ノッチノイズ重畳部６が出力する検査音を被験者に提示する。被験者は検査音を聴取して、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答する。
【００２１】
上限値算出部８は、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅ｇに基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値ｇmaxを算出する。
聴覚フィルタ算出部９は、被験者が信号音Ｓ’を知覚できた時のノッチ幅ｇ及び上限値ｇmaxに基づいてroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出すると共に、得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
【００２２】
roex（ｐ，ｒ）フィルタは、次に示す式（１）で定義される。
【００２３】
【数１】
ここで、ｐはフィルタのバンド幅（傾斜角度）を表す係数、ｒはフィルタのダイナミックレンジを表す係数、ｇは聴覚フィルタの中心周波数からの距離を正規化した値でノッチ幅（＝Δｆ／ｆC）である。聴覚フィルタを式（１）でモデル化するためには、ノッチノイズマスキングによって得られるノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）が用いられる。これは、次に示す式（２）で定義される。
【００２５】
【数２】
ここで、ｇmaxはノッチ幅ｇの上限値、Ｋは各個人の感度、ｆCはノッチノイズの中心周波数、ＮXはマスカーＭのレベルである。
【００２７】
聴覚フィルタ表示部１０は、聴覚フィルタ算出部９によって得られたフィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を表示する。
ノッチ幅表示部１１は、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーのノッチ幅ｇを表示する。
【００２８】
応答部１２は、被験者の操作によって検査音提示部７により提示される検査音から信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号と知覚できない場合の応答信号を出力する。そして、信号音Ｓ’を知覚できない場合の応答信号が、ノッチ幅変更部５へ出力される。
【００２９】
なお、信号音Ｓ’を知覚できた場合の応答信号のみを使用し、所定時間知覚できた場合の応答信号が出力されない時には、知覚できなかったものと判断し、次のステップに進むようにしてもよい。
【００３０】
以上のように構成した聴覚フィルタの形状推定装置の動作について説明する。信号音Ｓ’にマスカーＭをノッチノイズ重畳部６において重畳し、検査音を作成する。作成された検査音は、検査音呈示部７から被験者に提示される。
被験者は、検査音を聴取し、信号音Ｓ’を知覚できたか否かを応答部１２により応答する。
【００３１】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初の検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００３２】
ノッチ幅変更部５では、その応答に応じて新たなマスカーＭを作成し、再びノッチノイズ重畳部６に出力する。ここで、マスカーＭのノッチ幅ｇの変更は、被験者の応答に応じて自動的に行うようにしてもよいし（ＣＰＵ等で構成し、専用プログラムを用意する）、測定者がその都度手動で指示してもよい。
【００３３】
ノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。
【００３４】
測定中のノッチ幅ｇは、ノッチ幅表示部１１に表示される。そして、ノッチ幅変更部５は、ノッチ幅ｇを徐々に大きくしていき、被験者の応答により信号音Ｓ’が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇX-aを測定する。最小ノッチ幅ｇX-aは、図３に示すように、ノッチ雑音マスキングデータ特性において、頂点からａ［ｄＢ］減衰した点のバンド幅と等価である。
【００３５】
上限値算出部８では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇX-aを用いて上限値ｇmaxを算出する。
聴覚フィルタ算出部９では、ノッチ幅変更部５が測定した最小ノッチ幅ｇX-aと上限値算出部８が算出した上限値ｇmaxを用いてroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを、次のようにして算出する。ここでは、式（２）においてＰｓ ( ０ ) とＰｓ ( ｇ X-a ）の差分をとり、次に示す式（３）とする。
【００３６】
【数３】
ここで、ｇX-aの値は測定値であり、ｒはダイナミックレンジを定める係数ｘを用いて１０ｌｏｇ 10 ｒ＝-ｘとし、ａは測定条件によって決まる定数であるので、ｇmaxの値が決まれば、フィルタ係数ｐの値を算出することができる。
【００３８】
ｇmaxの値の決定法としては、以下のような方法が考えられる。信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇの値（以下ｇtと記す）は、健聴者でマスカーレベルが１０ｌｏｇ 10 ＮX＝４０ｄＢＳＰＬ/Ｈｚの場合、概ねｇt＝０．６〜０．７であり、ｇmax＞０．８の区間の積分はノッチ雑音マスキングデータＰｓ（ｇ）の値に殆ど影響を与えない。
【００３９】
従って、聴覚フィルタの過去の測定データを参照すると、ｇmaxの値とｇtの値の関係は、次に示す式（４）となる。
【００４０】
【数４】
ここで、Ｃの値は、概ね１．１〜１．３となっている。一方、本発明の簡易測定法では、測定値がノッチ幅ｇX-aのみであるため、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇtの値は未知である。加えて、信号検出閾値と最小可聴閾値が一致するノッチ幅ｇtの値は、測定結果（ノッチ幅ｇと信号検出閾値［ｄＢＳＰＬ］との関係）からダイナミックレンジ（値ｘに相当）によっても変化することが分かっている。よって、ｇmaxの値はノッチ幅ｇX-aからｘの値ごとに推定する必要があり、ｇmaxの値とｇX-aの値の関係は、次に示す式（５）となる。
【００４２】
【数５】
ここで、Ａxはｘの値に応じて変化する係数である。このＡxの値は、式（４）でＣ＝１．２と仮定し、２名の健聴被験者の測定結果（ｇtの値）を用いてｇmaxの値を算出し、このｇmaxの値とｇX-aの値から実験的に決定すると、次に示す表１のようになる。
【００４４】
【表１】
なお、表１では、ｘ＝１０,１５,２０,３０［ｄＢ］におけるｇtの値を測定し、Ａxの値を算出しているが、例えばｘ＝４０,５０［ｄＢ］におけるＡxの値についても予め用意しておくことができる。
【００４６】
従って、聴覚フィルタ算出部９では、上限値ｇmaxと最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する値ｘと値ａを式（３）に代入してroex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐを算出する。更に、フィルタ係数ｐ，ｒから聴覚フィルタの形状を推定する。
そして、聴覚フィルタ表示部１０では、フィルタ係数ｐとフィルタ係数ｒに相当する値ｘからフィルタ形状を表示する。
【００４７】
このようにして、フィルタ係数ｒに相当する値ｘを、例えば１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］として、それぞれについてフィルタ係数ｐの推定値を求め、図５に示すように、値ｘをパラメータとした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００４８】
次に、本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法について、図４に示すフローチャートより説明する。
先ず、ステップＳＰ１で、測定する周波数（信号音周波数）ｆを設定し、ステップＳＰ２で、ノイズを付加しない状態で周波数ｆにおける純音最小可聴閾値Ｔ［ｄＢＳＰＬ］を測定する。
【００４９】
次いで、ステップＳＰ３で、ノッチ雑音マスキングデータのダイナミックレンジを定める係数ｘの値を設定する。ここでは、ｘ＝１０としている。更に、ステップＳＰ４において、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓを作成する。
【００５０】
次いで、ステップＳＰ５で、信号音Ｓにレベルが十分小さいホワイトノイズを重畳し、ホワイトノイズのレベルを徐々に上昇させながら、被験者が信号音Ｓを知覚できなくなる最小のレベル（限界マスキングレベル）１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］を測定する。
【００５１】
ステップＳＰ６では、レベル１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］のノイズのノッチ幅ｇを所定の値に設定する。ここでは、ｇ＝０．０５としている。また、ステップＳＰ７では、信号音ＳのレベルＴ＋ｘ［ｄＢＳＰＬ］から減じる値ａ［ｄＢ］を所定の値（ｘ＞ａ）に設定する。ここでは、ａ＝５としている。
【００５２】
次いで、ステップＳＰ８で、周波数ｆ［Ｈｚ］、レベルＴ＋ｘ−ａ［ｄＢＳＰＬ］の純音（信号音）Ｓ’を作成する。更に、ステップＳＰ９で、ノッチの中心周波数ｆC（＝ｆ）、ノッチ幅ｇ、レベル１０ｌｏｇ 10 ＮX［ｄＢＳＰＬ／Ｈｚ］のマスカーＭを作成する。
【００５３】
次いで、ステップＳＰ１０で、信号音Ｓ’にマスカーＭを重畳し、検査音として被験者に提示する。更に、ステップＳＰ１１で、被験者に検査音から信号音Ｓ’を知覚できたか否か判断させ、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がない場合には、ステップＳＰ１２へ進みノッチ幅ｇの値を徐々に増加させ（ここでは、増加幅を０．０５としている）、ステップＳＰ９〜ステップＳＰ１１を信号音Ｓ’を知覚できたという応答があるまで繰り返す。
【００５４】
ここで、図２に示すように、被験者に対して最初に検査音を提示する際には、検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にする（信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせる）ことができる。同様に、ステップＳＰ１２でノッチ幅ｇを増加させた後に、被験者に対して新たな検査音を提示する際にも、新たな検査音提示の開始時に所定時間ｔだけ信号音レベル変更部２が出力する信号音Ｓ’のレベルを０にすることができる。
【００５５】
そして、信号音Ｓ’の提示開始のタイミングと応答のタイミングが著しく異なる場合には、再度同条件で測定を行い、安定した応答が得られるまで測定を繰り返してもよい。また、所定時間ｔは一定値である必要はなく、測定回毎にランダムに変更してもよい。
【００５６】
このように、最初の検査音提示の際に信号音Ｓ’をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて提示したり、マスカーＭのノッチ幅ｇの値を変化させたときに信号音Ｓ’のみを一旦停止し、所定時間ｔが経過した後に信号音Ｓ’を被験者に提示したりして、その時の被験者の応答のタイミングを観察すれば、被験者の応答の正当性を判断することも可能であると考えられるからである。
【００５７】
図２に示すように、信号音Ｓ’が被験者に提示された後に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、信号音Ｓ’の停止と同時に知覚したとの応答が無くなれば、被験者の応答は正常であると判断できる。一方、信号音Ｓ’が被験者に提示される前に、信号音Ｓ’を知覚したとの応答が有り、しかも信号音Ｓ’の停止後も知覚したとの応答が維持される場合などは、被験者の応答は正常でないと判断できるので、再測定を行うか、または信号音Ｓ’のレベル及びマスカーＭのレベルの設定を変更すればよい。
【００５８】
ステップＳＰ１１で、信号音Ｓ’を知覚できたという応答がされると、ステップＳＰ１３へ進む。
ステップＳＰ１３では、その時のノッチ幅ｇを、その被験者の最小ノッチ幅ｇX-aと定める。更に、設定した値ｘ（＝１０［ｄＢ］）におけるＡxの値を、表１を用いて決定する（Ａx＝３．１５）。
【００５９】
次いで、ステップＳＰ１４で、式（５）にＡxの値（３．１５）及び測定した最小ノッチ幅ｇX-aの値を代入して被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxの値を決定する。
【００６０】
ステップＳＰ１５では、式（３）に測定した最小ノッチ幅ｇX-aと、この最小ノッチ幅ｇX-aから推定したノッチ幅の上限値ｇmaxと、予め設定した係数ｒに相当する値ｘ及び値ａを代入して、roex（ｐ，ｒ）フィルタのフィルタ係数ｐX（ｘ＝１０）の推定値を算出する。
【００６１】
次いで、ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０であるか否かを判断し、ｘ＝５０でなければ、ステップＳＰ１７に進んでｘ＝ｘ＋１０とし、ｘ＝５０になるまでステップＳＰ４〜ステップＳＰ１７を繰り返し、新たなｘ（ｘ＝２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）についてのフィルタ係数ｐXの推定値を式（３）より算出する。ここでは、ｘの増加幅を１０とし、ｘ＝５０までの測定を行っている。
【００６２】
ステップＳＰ１６で、ｘ＝５０になったと判断されると、ステップＳＰ１８において、図５に示すように、値ｘをパラメータ（ｘ＝１０，２０，３０，４０，５０［ｄＢ］）とした聴覚フィルタの形状（横軸がノッチ幅ｇ、縦軸が減衰量［ｄＢ］）を表示する。
【００６３】
なお、本発明の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、マスカーＭをホワイトノイズにノッチを付加する方法で作成しているが、このマスカーＭは、図６（ｂ）に示すように、２つのバンドノイズ（高周波数側と低周波数側）で構成してもよい。
【００６４】
また、上述の発明の実施の形態においては、信号音レベル変更部２が出力する信号音信号の周波数ｆと、ノッチ幅変更部５が出力するマスカーＭの中心周波数ｆC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、ノッチ幅内に信号音信号が含まれていればよい。
【００６５】
更に、上述の発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅（限界ノッチ幅）ｇX-aを求めるのに際し、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを狭く設定（ｇ＝０．０５）して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できない場合に、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを広くして信号音Ｓ’を知覚できるまで再度検査音を提示する手順を説明した。
【００６６】
しかし、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇX-aが求まればよいのであるから、はじめにマスカーＭのノッチ幅ｇを広く設定して検査音を提示し、被験者が検査音から信号音Ｓ’を知覚できる状態にし、徐々にマスカーＭのノッチ幅ｇを狭くして信号音Ｓ’を知覚できなくなるまで再度検査音を提示する手順としてもよい。
【００６７】
また、上述の発明の実施の形態においては、信号音のレベルや限界マスキングレベルＮXの設定に際し、いわゆる極限法を用いた場合について説明したが、信号音を加算した検査音と信号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（Two alternative forced choice）等の心理物理測定法に基づいて設定してもよい。
【００６８】
更に、上述の発明の実施の形態においては、被験者が知覚できる最小ノッチ幅ｇX-a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。
【００６９】
また、上述の発明の実施の形態においては、聴覚フィルタのモデルをroex（ｐ，ｒ）フィルタとしてフィルタ形状の推定を行ったが、このモデル関数は必ずしもroex（ｐ，ｒ）フィルタである必要はなく、聴覚フィルタのモデルとして適正であれば、他の関数（例えば、roex（ｐ，ｒ）フィルタにおいて、１０ｌｏｇ 10 ｒ＝０としたroex（ｐ）など）であっても差し支えない。
【００７０】
更に、上述の発明の実施の形態においては、最小ノッチ幅ｇX-a測定時のステップＳＰ１０における検査音提示の開始時に、信号音Ｓ’の提示をマスカーＭよりも所定時間ｔだけ遅らせて被験者の応答の正当性を判断しているが、ステップＳＰ５で限界マスキングレベルＮX測定時にホワイトノイズのレベルを変更する際にも、同様の時間遅れを信号音Ｓに与えて、限界マスキングレベルＮX測定における正当性も併せて判断してもよい。
【００７１】
【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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００７２】
請求項２に係る発明によれば、入力信号レベルに対応した聴覚フィルタの形状を推定することがで、入力信号レベルと聴覚フィルタとの関係を知ることができる。
【００７３】
請求項３に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【００７４】
請求項４に係る発明によれば、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を効率的かつ正確に行うために有効な聴覚フィルタの形状を正確に推定することができる。
【００７５】
請求項５に係る発明によれば、信号音提示のタイミングと被験者の応答のタイミングから被験者の応答の正当性を容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定装置の構成図
【図２】検査音の提示と被験者の応答の関係を示すタイミングチャート
【図３】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の説明図
【図４】本発明に係る聴覚フィルタの形状推定方法の手順を示すフローチャート
【図５】本発明で求めた聴覚フィルタの形状を示す図
【図６】マスカーの構成図
【符号の説明】
１…信号音生成部、２…信号音レベル変更部、３…ノイズ生成部、４…ノイズレベル変更部、５…ノッチ幅変更部、６…ノッチノイズ重畳部、７…検査音提示部、８…上限値算出部、９…聴覚フィルタ算出部、１０…聴覚フィルタ表示部、１１…ノッチ幅表示部、１２…応答部。
Claims (5)
- 聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する方法であって、周波数ｆにおける被験者の最小可聴閾値Ｔに任意の値ｘを加算した信号音Ｓに基づいて限界マスキングレベルＮXを決定し、次いで前記信号音Ｓから任意の値ａを減じた信号音Ｓ’を生成し、次いで前記周波数ｆをノッチに含む、ノッチ幅ｇ、レベルＮXのマスカーを生成し、次いで前記信号音Ｓ’に前記マスカーを重畳した検査音を被験者に提示し、ノッチ幅ｇを変化させながら、その被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
- 請求項１に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、前記値ｘをパラメータとし、被験者の最小ノッチ幅ｇX-aを測定し、次いで最小ノッチ幅ｇX-aから被験者に適したノッチ幅ｇの上限値ｇmaxを推定し、この上限値ｇmaxと前記最小ノッチ幅ｇX-aと係数ｒに相当する前記値ｘと前記値ａとから係数ｐを算出し、次いで算出した係数ｐと係数ｒに相当する前記値ｘとから聴覚フィルタの形状を推定することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
- 請求項１又は請求項２に記載の聴覚フィルタの形状推定方法において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定方法。
- 聴覚フィルタの形状をモデル化したroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを求めて聴覚フィルタの形状を推定する装置であって、所定周波数の信号音を生成する信号音生成部と、この信号音生成部で生成された信号音を所定レベルに増幅・減衰する信号音レベル変更部と、ノッチを持たないノイズを生成するノイズ生成部と、このノイズ生成部で生成されたノイズを所定レベルに増幅・減衰するノイズレベル変更部と、ノイズに前記信号音の周波数を含むノッチを与えるノッチ幅変更部と、このノッチ幅変更部が出力するノッチノイズを前記信号音レベル変更部が出力する信号音に重畳するノッチノイズ重畳部と、このノッチノイズ重畳部が出力する検査音を被験者に提示する検査音提示部と、被験者が検査音を知覚できた時のノッチ幅に基づいて被験者に適したノッチ幅の上限値を算出する上限値算出部と、前記ノッチ幅及びその上限値に基づいてroex（ｐ，ｒ）フィルタの係数ｐを算出すると共に、得られた係数ｐ，ｒからフィルタ形状を推定する聴覚フィルタ算出部と、推定したフィルタ形状を表示する聴覚フィルタ表示部を備えることを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。
- 請求項４に記載の聴覚フィルタの形状推定装置において、限界マスキングレベルＮX及びまたは最小ノッチ幅ｇX-aを測定する際に、被験者に対するマスカーの提示を開始した後に、所定の時間間隔を置いてから信号音の提示を開始することを特徴とする聴覚フィルタの形状推定装置。
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