JP4328578B2 - 発声状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、人間の脳機能低下を抑制または脳機能の活性化を促進するための装置に関し、特に対象者の発声時間に着目した発声状態判定装置に係る。

従来から、人間の脳機能低下を抑制または脳機能の活性化を促進（以下、「脳機能を改善」という）するには、発声行為が有効であることが知られている。これは、発声行為が大脳に刺激を与え、脳活動を活発にするからである。また、脳機能の低下が進むにつれ発声時間が減少するため、発声時間は脳機能低下の度合いを表す指標の一つとして使えることも知られている。

この発声時間を測定する装置として特許文献１には、スピーチタイム・アナライザーが開示されている。これは、対象者の発する音声をマイクで収集し、その発話時間を計測、表示するものである。これにより対象者の発話時間を知ることができる。しかし、これは、単に累積発話時間や発話頻度を表示するだけで、表示される発話時間がどのような意味を持つかを対象者は知ることができない。また、人間の脳機能の改善を目的としたものではない。

一方、人間の脳機能の低下を抑制するための装置としては、特許文献２に、痴呆防止システムが開示されている。これは、コンピュータを用いて文字や画像で利用者と問答を繰り返すことにより、利用者の右脳を刺激し、脳機能の低下を防止するものである。

特公昭６３−２０５３３号公報 特開２００３−１０７９８３号公報

この痴呆防止システムでは、外部刺激を与え、それに対する応答を促すことにより脳機能の低下を抑制している。しかしながら、その応答に対する評価が与えられないため、利用者が自身の脳機能低下の程度を意識することができない。そのため、日常生活において脳機能の低下抑制のための行動を積極的にとることができず、脳機能低下の進行を効果的に抑制することが困難である。

そこで、本発明は、より効果的に人間の脳機能低下を抑制または脳機能の活性化を促進できる発声状態判定装置を提供することを目的とする。

本発明の発声状態判定装置は、対象者の発声時間を取得する発声時間取得手段と、取得した発声時間に基づいて、対象者の発声が不足しているかを判定する判定手段と、判定結果を表示する表示手段と、を有し、発声が不足しているかを提示することで対象者の発声を促すことを特徴とする。

これにより、対象者は、自身の発声が不足しているかを知ることができ、自身の脳の活動程度を具体的に意識することができる。発声が不足している場合には、対象者は積極的に発声をするようになり、より効果的に脳機能低下を抑制または脳機能の活性化を促進できる。

なお、対象者とは脳機能の改善を図りたい人であり、健常者、ボケ者のいずれであってもよい。また、判定は、単位時間あたりの発声時間に基づいて行われることが好適であるが、累積発声時間に基づいて行われてもよい。

発声時間取得手段は、骨伝導マイクにより音声を収集する音声収集手段を有することが望ましいが、発声時間を取得できれば、音声収集手段がなくてもよい。また、音声収集手段は、骨伝導マイク以外のマイクを用いて音声収集するものであってもよい。判定結果の表示は、モニタ表示などの視覚的表示、音声メッセージなどの聴覚的表示、振動などによる触覚的表示など、どのようなものであってもよい。

より好適な態様では、発声が不足していると判定した場合に、発声時間の目標値を算出し、表示する機能を備えている。他の好適な態様では、発声の経時変化を記憶する記憶手段を有し、表示手段は、記憶された経時変化も表示できる。発声の経時変化は、対象者の発声の傾向を表すものであれば、発声時間の経時変化、判定結果の経時変化のいずれでもよい。

以上、説明したように本発明の発声状態判定装置によれば、より効果的に脳機能低下を抑制または脳機能の活性化を促進できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態である発声状態判定装置１０について説明する。この発声状態判定装置１０は、対象者の脳機能の低下を抑制または脳機能の活性化を促進することを目的としたものである。したがって、脳機能の低下により生じる「ボケ」など症状の進行を抑制または症状の回復に有効な装置である。

図１に、本発明の実施の形態である発声状態判定装置１０の機能ブロック図を示す。この発声状態判定装置１０は、対象者の発声時間を取得する発声時間取得部１２、取得された発声時間に基づいて発声の不足を判定する判定部１４、その判定結果を表示する表示部１８を備えている。また、発声の計測時間を取得する計測時間取得部２０や対象者からの操作を受け付ける操作部２１も備えている。

発声時間取得部１２は、音声を収集する音声収集部２２と、収集された音声のうち発声に基づく音声のみを検出する発声区間検出部２４と、検出された音声の時間をカウントする発声時間カウント部２６とからなる。

音声収集部２２は、対象者の発声した音声を収集し、電気信号に変換するものである。電気信号に変換された音声は、音声信号として発声区間検出部２４に送られる。音声収集部２２では、周辺環境音などを除去して、対象者の発声音声のみが収集されることが望ましい。

発声区間検出部２４では、送られた音声信号のうち、発声に基づく音声信号のみを検出する。すなわち、送られた音声信号のなかには、周辺環境音に基づく音声信号や、ノイズなどが含まれる。この中から、発声に基づく音声信号のみを検出する。これは、例えば、所定のレベル以上の音声信号のみを発声に基づく音声信号として検出するなどの手法により行われる。検出された発声に基づく音声信号は、発声時間カウント部２６に送られる。

発声時間カウント部２６では、入力された音声信号の時間をカウントする。入力される音声信号は、発声に基づく音声信号なので、ここでカウントされた時間が対象者の発声時間となる。カウントされた時間は、記憶部１６に送られ、記憶される。

計測時間取得部２０では、発声の計測時間を取得する。計測時間は発声時間取得の開始指示を受け付けた時から、終了の指示を受け付けた時までの時間である。取得された計測時間は、記憶部１６に送られ、記憶される。

判定部１４では、取得された発声時間に基づいて、対象者の発声が不足しているかを判定する。これは後述する判定フローに従って行われる。判定結果は、記憶部１６に記憶され、表示部１８に表示される。表示部１８は、例えば、モニタやランプのように視覚的に表示するものの他、スピーカなど聴覚的に結果を表示するものであってもよい。

操作部２１は、対象者から種々の指示を受け付ける。対象者は、この操作部２１を操作することにより、発声時間計測の開始、終了指示などができるようになっている。また、後述する基準発声時間や表示形式などの各種設定値もこの操作部２１で設定できるようになっている。

なお、本装置１０は、必ずしも一体で構成されている必要は無く、例えば、音声収集部２２以降の構成を遠隔地のサーバ計算機上に構築し、無線によるネットワークにて接続する構成とすることも可能である。

次に、本装置１０のハードウェア構成について図２を用いて説明する。図２に、本装置１０のハードウェア構成図を示す。

対象者の発声音声は、骨伝導マイク３０により収集される。ここで、骨伝導マイクとは、人の発声時に生じる体組織の振動を体の表面組織の比較的薄い部位に押し付けた振動センサにより検出し、得られた振動から音声信号を形成するものである。そのため、骨伝導マイクで集音された音声信号は、通常のマイクで集音された音声信号に比べて対象者周辺の周辺環境音による影響が小さく、より精度よく発声音声のみを収集することができる。

例えば、スピーチノイズを背景雑音として対象者の音声を収集する場合、収集された音声信号のＳ／Ｎ比は、胸元に付けたピンタイプの単指向性気導マイクロホンでは１２．６ｄＢであるのに対し、耳挿入型のイヤホン式骨伝導マイクでは３６．６ｄＢに改善されることが確認されている。つまり、骨伝導マイクを用いることにより、従来のマイクに比べてＳ／Ｎ比の高い音声信号を収集できる。そのため、従来ノイズ除去用のバンドパスフィルタや相関器が不要になり、回路を簡素化できる。また、より精度よく発声音声のみを収集できるため、信頼性の高い判定が可能となる。

なお、他の種類のマイク（例えば、単指向性気導マイクロホンなど）を用いることも当然可能である。この場合は、ノイズ除去用のバンドパスフィルタや相関器などを用いて、周辺環境音を除去した音声信号が得られるようにすればよい。

この骨伝導マイク３０は、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように対象者の耳穴に装着できるイヤホンタイプでもよいし、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように頭骨周辺や喉頭周辺に装着できるようにしてもよい。また、骨伝導マイク３０と本体部２８とを有線で結ぶ一体型でも、無線で接続する別体型でもよい。

収集された音声信号は、音声スイッチ３２に入力される。音声スイッチとはレベル判定器の一種であり、入力された音声信号のレベル（電圧値）が予め定められた閾値以上であればＯＮ状態となる。したがって、閾値を通常の音声信号より若干小さいレベルに設定することにより、発声に基づく音声信号が入力されている間だけ、ＯＮ状態にすることができる。つまり、発声音声が入力されている間だけ、ＯＮ状態が維持される。タイマー３４は、音声スイッチ３２がＯＮ状態にある間のみ動作し、ＯＮ状態の時間を計測する。ここで計測された時間が発声時間として記憶部１６に記憶される。

なお、タイマー３４は、図４に示すように発振器４６、ゲート装置４８、カウンタ装置５０から構成することも可能である。発振器４６は、一定の時間間隔でパルス信号を生成する。ゲート装置４８は、音声スイッチ３２がON状態の場合のみ、パルス信号をカウンタ装置５０に出力する。この結果、カウンタ装置５０は、対象者が発声している間だけカウンタを進めることとなる。このカウンタ数に基づいて対象者の発声時間を計測することができる。

ところで、骨伝導マイクでは、対象者本人の身体雑音を拾ってしまうことがある。例えば、衣擦れや、マイクを触ったときの音などである。この場合には、補助センサとして筋電センサやタッチセンサなどを用いることが好適である。例えば、筋電センサを口の周囲に貼り付け、口が動いているときのみ補助センサがＯＮとなるようにする。そして、筋電センサと音声スイッチ３２のいずれもがＯＮ状態の場合のみ、タイマー３４（又は、ゲート装置４８）が作動するようにする。また、タッチセンサを骨伝導マイク３０に取り付け、タッチセンサを触っているときのみ補助センサがＯＮ状態となるようにしてもよい。そして、補助センサがＯＦＦ状態、音声スイッチ３２がＯＮ状態の場合のみ、タイマー３４（又は、ゲート装置４８）が作動するようにする。このように、補助センサを用いると、より正確な発声時間を取得することができる。

なお、発声時間の取得は、上記構成によるものでなくてもよい。対象者の発声時間が取得できるのであれば、他の構成であってもよい。

操作スイッチ３６は、例えば、キースイッチなどからなり、対象者からの操作を受け付ける。また、後述する基準発声時間や表示形式の設定などもここで行われる。設定された値は、メモリ４２に記憶される。

時計３８は、計測時間を取得する際に参照される。すなわち、この時計３８を参照することにより発声時間の計測の開始時刻と終了時刻が取得される。計測時間は、この開始時刻と終了時刻から算出される。もちろん、時計３８を用いず、タイマーなどで計測時間を取得するようにしてもよい。

ＣＰＵ４０は、本装置全体の制御を行うとともに、メモリ４２に記憶された発声時間に基づいて、対象者の発声が不足しているかを判定する。判定は、後述する判定フローに従って行われる。判定結果は、発声時間の不足の度合いに応じて３段階の危険度（「危険度０」、「危険度１」、「危険度２」）で表される。もちろん、より多段階、または、少ない段階で判定してもよい。

判定結果は、モニタ４４に表示される。モニタ４４には、各々の危険度に応じて「優：明日もこの調子で」、「良：もう少し頑張れ」、「危険：要努力！！！」などのメッセージが表示される。このとき、図５（ａ）に示すように文字だけでなく、危険度に応じたイラストなどを表示してもよい。

なお、表示形式は、上記形式に限定されるものではなく、発声時間の長さをレベルメータとして表示するものや（図５（ｂ））、危険度に応じて色ライトを点灯させるものでもよい。さらに、音声メッセージを出力するものであってもよい。また、対象者が適宜、これらの表示形式を選択できるようにしてもよい。

本装置１０は、図６に示すように、例えば、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＵＳＢ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ)などからなる外部接続端子６０を通じて外部の情報処理端末６２やサーバ６４へ情報を送出できるようにしてもよい。もちろん、外部接続端子６０は有線接続に限定されるものではなく、ブルートゥースといった無線接続、あるいはＳＤメモリカードなどのストレージを介する等さまざまな接続形態が可能である。情報処理端末６２では、対象者個人の発声時間データの蓄積や、過去数日間の平均値を算出するといった統計処理を行ってもよい。

また、情報処理端末６２をサーバ６４などにネットワーク接続すれば、対象者個人の情報の統計処理に留まらず、サーバ６４を共有している複数人の間でのデータ比較といったさまざまな処理を行うことが可能である。この結果、例えば全国の同年代の利用者と比較することにより、自分がどの程度の順位にいるかを比較することができる。

このようにネットワークを介して本装置１０と外部の情報処理端末６２やサーバ６４と接続することにより、より多様な処理が可能となる。

次に、本装置１０での処理の流れについて図７を用いて説明する。対象者は、活動の開始時（通常は起床後）、本装置１０の電源を入れ、必要に応じて過去の計測結果を確認したり、設定値の変更を行ったりする。そして、操作スイッチ３６を操作して計測開始のスイッチを投入する（Ｓ７０）。

スイッチを投入した際の時刻は、計測開始時刻としてメモリ４２に記録される。また、発声時間取得部１２により発声時間の取得が開始される（Ｓ７２）。具体的には、骨伝導マイク３０により音声の収集が開始される。また、音声スイッチ３２、タイマー３４は音声信号に基づいて発声時間のカウントを開始する。これは、計測終了の合図が入力されるまで継続して行われる。

なお、食事など測定を休止したい場合には、発声時間の計測を一時的に休止できるようになっている（Ｓ８６）。これは、操作部２１に設けられた休止スイッチを押下することにより測定が一時的に休止される。もちろん、このような休止スイッチを設けず、一時的に休止したい場合は、本装置１０の装着を外すという形態にしてもよい。

発声時間の計測終了のスイッチが投入されると、メモリ４２に種々の情報を記憶する記憶処理が行われる（Ｓ７６）。メモリ４２には計測日時、発声時間D、計測時間Ｔなどが記憶される。発声時間Ｄは、計測開始合図から終了合図があるまでの間の累積発声時間である。また、計測時間Ｔは、計測開始時刻および計測終了時刻から算出された発声の計測時間である。

次に、ＣＰＵ４０によりメモリ４２に記憶されたデータをもとに判定処理が行われる（Ｓ７８）。ここで、判定処理で用いられる判定フローについて図８を用いて説明する。

判定処理を行う場合は、まず、メモリ４２に記憶されている情報から正規化発声時間D’を求める（Ｓ８２）。正規化発声時間Ｄ’とは、単位時間Ｔｓあたりの発声時間である。本実施の形態では、単位時間Ｔｓとして、１６時間を用いる。１６時間を用いるのは、人の標準的な活動時間（例えば、午前６時から午後１０までの１６時間）だからであり、後述する基準発声時間のサンプルを収集しやすい時間だからである。もちろん、１６時間以外の時間を単位時間Ｔｓとして用いてもよい。

正規化発声時間Ｄ’は、Ｄ’＝Ｄ／Ｔ×Ｔｓで求めることができる。したがって、例えば、単位時間Ｔｓが１６時間、計測時間Ｔが４時間、発声時間Ｄが０．８時間の場合、正規化発声時間Ｄ’は、３．２時間（０．８／４×１６）となる。

次に、正規化発声時間Ｄ’と基準発声時間Ｔｈとを比較する（Ｓ８４）。

基準発声時間Ｔｈとは、判定の際に基準となる値である。これは、標準的な人の発声時間などを用いることができる。例えば、４０代男性の健康な開業医であれば、午前６時から午後１０時までの１６時間における発声時間（実時間）は、約２．２時間を下回らないことが確認されている。したがって、この２．２時間を基準発声時間として用いることができる。もちろん、この値は対象者の年齢、性別、職業などに応じて適宜変更できる。また、標準的な人の発声時間ではなく、対象者自身の発声時間の平均値などを用いてもよい。基準発声時間Ｔｈは、操作部２１において対象者が適宜設定できるようにしてもよいし、事前に固定値が設定されていてもよい。

正規化発声時間Ｄ’と基準発声時間Ｔｈとを比較し、基準発声時間Ｔｈに対する正規化発声時間Ｄ’の割合から危険度を判定する。本実施の形態では、正規化発声時間Ｄ’が基準発声時間Ｔｈの８０％未満の場合は「危険度２」、８０％以上９０％未満の場合は「危険度１」、９０％以上の場合は「危険度０」と判定する。

脳機能の低下が進むと発声時間が減少してくることが知られているため、基準発声時間Ｔｈに対し、正規化発声時間Ｄ’が少ない場合は、脳機能低下が進んでいる可能性がある。そのため、基準発声時間Ｔｈに比べ正規化発声時間Ｄ’が少ないほど、危険度を上げて判定する。

例えば、基準発声時間Ｔｈが２．２時間、正規化発声時間Ｄ’が１．８時間の場合、基準発声時間Ｔｈに対する正規化発声時間Ｄ’の割合は約８２％となる。この場合、「危険度１」と判定する。

判定結果は、メモリ４２に記憶された後、危険度に応じてモニタ４４に表示され（図７、Ｓ８０）、処理終了となる。モニタ４４には、各々の危険度に応じて「優：明日もこの調子で」、「良：もう少し頑張れ」、「危険：要努力！！！」などのメッセージが表示される。

このように、発声時間の不足を対象者に提示することにより、対象者に発声の不足を意識させ、積極的な発声行為を促すことができる。そして、対象者が意識的に発声を行うことにより、脳機能を改善することができる。

また、危険度を判定した後、脳機能を改善するために必要となる発声時間を算出、表示してもよい。例えば、基準発声時間Ｔｈが２．２時間、正規化発声時間Ｄ’が１．８時間の場合、基準発声時間Ｔｈとの差である０．４時間を目標発声時間として算出することができる。そして、モニタ４４に「あと０．４時間の発声が必要」等のような目標時間を提示してもよい。このような具体的な目標時間を提示することにより、対象者は、より意識的に発声を行う。そして、より効果的に脳機能を改善することができる。

また、発声時間の計測途中でも発声の不足について判定できるようにしてもよい。すなわち、対象者が発声時間の計測途中において、現時点で発声が不足しているかについて知りたい場合、その時点での判定結果を表示するものである。

これは、例えば、対象者が発声時間確認スイッチを押した際に表示されるようにすればよい。発声時間確認スイッチが押下された場合、割り込み処理として、その時点までの累積発声時間Ｄと計測時間Ｔをメモリ４２に一時的に記憶する。そして、累積発声時間Ｄおよび計測時間Ｔに基づいて正規化発声時間Ｄ’を算出し、発声が不足しているかを判定する。判定結果は、モニタに表示される。

このように発声時間の計測途中でも、判定結果を表示できるようにすることにより、対象者は、現時点での発声の不足を知ることができる。そのため、一日の途中で、発声が不足している場合には、その後、積極的に発声するようになる。これにより、より効果的に脳機能を改善できる。

また、発声の経時変化を表示できるようにしてもよい。これは、対象者が自身の発声の傾向を知りたい場合などに有効である。

この場合は、メモリ４２として不揮発性メモリなどを用いて、本装置１０の電源を切った後も情報を記憶しておく履歴領域を設けておく。そして、その履歴領域には、過去数日間における判定結果（危険度）を日単位で記憶しておく。また、操作スイッチ３６には、経時変化を表示するためのトレンド表示スイッチを設ける。対象者がトレンド表示スイッチを押下すると、メモリ４２に記憶されている危険度の履歴情報が表示される。この表示の一例を図９に示す。図９は、日単位でのトレンド表示であり、横軸に過去７日間の日付が表示されており、縦軸には正規化発声時間に基づいた判定結果が表示されている。

もちろん、このトレンド表示は、過去数日間の判定結果を一日単位で表示するようにしてもよく、その日の履歴情報を図１０に示すように１時間単位で表示するようにしてもよい。その場合は、発声時間の計測において、定期的に危険度を算出し、メモリ４２の履歴領域に記憶されるようにすればよい。

また、他の期間、単位で表示してもよい。また、履歴は、危険度だけでなく、累積発声時間Ｄや正規化発声時間Ｄ’などであってもよい。

このように、発声時間または判定結果の経時変化を表示することにより、対象者は自分の発声の傾向を知ることができる。そして、発声が減少傾向にある場合には、特に意識的に発声を行うため、より効果的に脳機能を改善することができる。

また、日々の発声時間データを蓄積することにより、より高度な論理判定や表示を行うことが可能である。例えば、毎日の時間内変動、あるいは週ごとや月ごとのトレンドを元に、発声時間が減少傾向にあれば「発声時間が減少傾向にあります、より努力しましょう」などのメッセージを表示することができる。あるいは基準発声時間Ｔｈを動的に変化させて、徐々に発声目標を高くすることで、より大きな発声努力を払うように導くことも可能である。また、平均化や分散、目標値のクリア率など、個人の脳機能低下進行の危険度の変動を計算し、その結果を元に、より細かい「努力目標、あした２倍」などの表示を行うことも可能である。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、対象者に発声が不足しているかを提示するため、対象者自身が脳機能低下の程度を意識することができる。そして、不足している場合には、対象者自身が積極的に発声を行うため、より効率的に脳機能を改善することができる。

次に他の実施の形態について説明する。

この実施の形態である発声状態判定装置１０は、発声が不足しているかの判定をより簡易にしたものである。

この発声状態判定装置１０における処理の流れについて図１１を用いて説明する。対象者は、活動の開始時（通常は、起床後）に本装置１０に電源を投入し、発声時間計測開始のスイッチを投入する（Ｓ９０）。

計測開始の指示を受けると、発声時間の計測が開始される。発声時間は、対象者の活動終了時（例えば、就寝前）において、対象者が計測終了のスイッチを投入（Ｓ１００）するまで、継続して行われる。もちろん、計測途中で休止できるようにしてもよい。

本実施の形態では、計測途中であっても、定期的に判定、表示の処理がなされる。すなわち、計測された発声時間は、定期的にメモリ４２に送られ（Ｓ９４）、累積される。そして、累積された発声時間Ｄに基づいて判定処理がなされる（Ｓ９４）。

このとき、不足の判定は、累積発声時間Ｄに基づいて行う。すなわち、事前に設定された基準発声時間Ｔｈと累積発声時間Ｄとを比較する。ここで基準発声時間Ｔｈとしては、１日での発声時間の目標時間を設定する。そして、累積発声時間Ｄが基準発声時間Ｔｈの９０％以上であれば危険度０、８０％以上９０％未満であれば危険度１、８０％未満であれば危険度２と判定する。

この判定結果は、メモリ４２に履歴情報として記憶される。また、各危険度に応じたメッセージがモニタに表示される（Ｓ９８）。

そして、この計測終了の合図があるまで、この判定、記憶、表示の処理を定期的に繰り返す。計測終了の合図があった場合、最後の判定結果（危険度）と累積発声時間Ｄとが履歴情報としてメモリ４２の履歴領域に記録され（Ｓ１０２）、カレントの累積発声時間のゼロリセットが行われて終了となる（Ｓ１０４）。

このように、本実施の形態では、累積発声時間Ｄに基づいて発声が不足しているかを判定し、その結果を表示している。そのため、計測開始直後では、当然、発声時間が不足していると判定され、危険度２と表示される。そして、対象者の累積発声時間Ｄが増えるにつれて危険度１、危険度０と表示される可能性が増える。したがって、対象者は計測終了まで、危険度０の表示をめざして発声努力を続けることで脳機能の改善を図れる。

また、本実施の形態では、判定に正規化発声時間Ｄ’を用いないため、計測時間取得部２０（図１）、すなわち、時計３８（図２）などが不要となる。そのため、全体としてシンプルな構成とすることができ、低コスト、省スペースで実現できる。

次に、他の実施の形態について説明する。この発声状態判定装置１０は、対象者の発声音声をより効率的に集音できる。

この発声状態判定装置１０は、図１における音声収集部２２を改善したものである。具体的には、図２における骨伝導マイク３０を、同一特性を有する２つのマイク（気導マイクなど）、作動アンプに変えたものである。

第１のマイクは対象者の口頭周辺に、第２のマイクは対象者の口頭周辺からある程度離れた位置に設けられる。ここで、第１及び第２のマイクは同一の音響特性を持っていることが望ましい。

各マイクで収集された音声信号は、差動アンプによって差動増幅処理される。第１のマイクでは周囲環境雑音に比べて大きい発声音声が収集され、第２のマイクでは周囲環境雑音に比べて小さい発声音声が集音される。そこで、この２つのマイクで収集された音声信号を差動増幅することにより周囲環境雑音の影響を軽減し、対象者の発声音声を高いＳ／Ｎ比で集音することができる。

このとき、第１のマイクから第２のマイクへの空間伝達特性をあらかじめ測定しておき、前記空間伝達特性の逆特性を有するように構成したフィルタを第２のマイクと作動増幅器の間に設置することが望ましい。これにより、第２のマイクの出力と逆空間伝達特性が畳み込み積分される。そして、第１のマイクで集音した環境雑音と第２のマイクで集音した環境雑音に逆フィルタ処理した環境雑音は同じ成分となり、対象者の発声音声をより効率的に集音することができる。なお、判定処理は、正規化発声時間Ｄ’、累積発声時間Ｄのいずれを用いる形式でもよい。

このように２つのマイクと作動アンプを用いることにより、より効率的に対象者の発声音声を収集できる。そのため、信頼性の高い判定を行うことができる。また、一般的に高価な骨伝導マイクを用いず、安価なマイクでも効率的に対象者の発声音声を収集できるため、より安価に構成することができる。

本発明の実施の形態である発声状態判定装置の機能ブロック図である。 発声状態判定装置のハードウェア構成図である。 発声状態判定装置の装着例を示す図である。 発声状態判定装置の他のハードウェア構成図である。 発声状態判定装置の結果表示の一例を示す図である。 発声状態判定装置の構成の一例を示す図である。 発声状態判定装置の処理のフローチャートである。 発声が不足しているか判定のフローチャートである。 トレンド表示の一例を示す図である。 トレンド表示の一例を示す図である。 本発明の実施の形態である発声状態判定装置の処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 発声状態判定装置、１２ 発声時間取得部、１４ 判定部、１６ 記憶部、１８ 表示部、２０ 計測時間取得部、２２ 音声収集部、２８ 本体部、３０ 骨伝導マイク、３２ 音声スイッチ、３４ タイマー。

Claims (5)

1. 対象者の発声時間を取得する発声時間取得手段と、
   取得した発声時間に基づいて、対象者の発声が不足しているかを判定する判定手段と、
   判定結果を表示する表示手段と、
   を有し、発声の不足を提示することで対象者の発声を促すことを特徴とする発声状態判定装置。
2. 請求項１に記載の発声状態判定装置であって、
   前記判定手段は、単位時間あたりの発声時間に基づいて発声が不足しているかを判定することを特徴とする発声状態判定装置。
3. 請求項１または２に記載の発声状態判定装置であって、
   前記発声時間取得手段は、骨伝導マイクにより音声を収集する音声収集手段を有することを特徴とする発声状態判定装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載の発声状態判定装置であって、さらに、
   発声が不足していると判定した場合に、発声時間の目標値を算出し、表示することを特徴とする発声状態判定装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１に記載の発声状態判定装置であって、さらに、
   発声の経時変化を記憶する記憶手段を有し、
   表示手段は、さらに、記憶された経時変化を表示することを特徴とする発声状態判定装置。