JP5091366B2 - 音圧評価システム、その方法およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、語音が快適に聴取できたか否かを評価するための技術に関する。より具体的には、本発明は、補聴器等において、音の周波数ごとの増幅量を調整して個々のユーザにとって適切な大きさの音を得る「フィッティング」のための、純音に対するうるささの程度を評価する音圧評価システム等に関する。

近年、社会の高齢化に伴い、老人性の難聴者が増加している。若年者においても、大音量の音楽を長時間聴く機会が増えたなどの影響により、音響性の難聴者が増加している。また、補聴器の小型化・高性能化に伴い、補聴器の装用に対するユーザの抵抗が少なくなってきている。これらを背景として、会話の聞き分け能力の向上を目的に、日常的に補聴器を装用するユーザが増加している。

補聴器は、ユーザが聞きとりにくい音を構成する種々の周波数のうち、特定周波数の信号の振幅を増幅させることにより、ユーザの低下した聴力を補うための装置である。ユーザが補聴器に求める音の増幅量は、ユーザごとの聴力低下の度合いに応じて異なる。そのため、補聴器の利用を開始する前には、まずユーザごとの聴力に合わせて音の増幅量を調整する「フィッティング」が必須である。

フィッティングは、補聴器の周波数ごとの出力音圧（音として知覚され得る、大気の圧力変動） をＭＣＬ（ｍｏｓｔ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｌｅｖｅｌ：ユーザが快適に感じる音圧）にすることを目指して行われる。このとき、（１）増幅量不足、または、（２）増幅量過多のいずれかの場合には、フィッティングが適切であるとは言えない。たとえば、増幅量不足の場合、音声が聞き分けられず、補聴器装用の目的が達成できない。また、増幅量過多の場合、音声の聞き分けはできるがユーザがうるさく感じ長時間使用できないという問題が発生する。そのため、上記（１）または（２）のいずれにも該当しないよう、フィッティングを行う必要がある。特に（２）は、補聴器から必要以上の大音量が呈示される場合があるため、ユーザの耳を傷つける危険性があった。

フィッティングの最初の手順では、オージオグラムが測定される。「オージオグラム」とは、聴取可能な純音の最小音圧である聴力閾値を評価した結果である。たとえば、「オージオグラム」とは、複数の周波数の音のそれぞれについて、そのユーザが聞き取ることが可能な最も小さい音圧（デシベル値）を周波数（たとえば２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ）に応じてプロットした図である。

フィッティングの次の手順では、周波数ごとの増幅量を推定するための関数であるフィッティング理論に基づき、周波数ごとの増幅量を決定する。フィッティング理論にはいくつかの種類が存在する。たとえば各周波数の挿入利得をその周波数の聴力閾値の半分にするハーフゲイン法、これに会話音声の周波数帯域とレベルを考慮して１０００Ｈｚから４０００Ｈｚの増幅をやや増強したＢｅｒｇｅｒ法、ハーフゲイン法を基礎とし語音情報が少なく騒音成分が多い２５０Ｈｚと５００Ｈｚの利得をそれぞれ１０ｄＢ、５ｄＢ減じたＰＯＧＯ法、言葉の長時間音響分析周波数が快適レベルに入るように増幅するＮＡＬ−Ｒ法がある。また、聴力閾値だけでなく、ユーザが不快に感じるほど大きな音圧レベルである「不快レベル」（ｕｎｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｌｅｖｅｌ；以下「ＵＣＬ」と記述する。）およびＭＣＬの情報を活用して、ゲイン調整量を決めるフィッティング理論も存在する。その場合には、ゲイン調整量を決める前に、ＵＣＬおよびＭＣＬの測定、あるいは推定が必須になる。

ＵＣＬは、オージオグラムと同様に周波数ごとに測定する。従来、ＵＣＬは主観報告に基づいて測定された。具体的には、たとえばオージオメータを用いて連続音を上昇法（段々と音圧レベルを上げる）で呈示し、うるさすぎて耐えられない音圧を報告させ、その音圧をＵＣＬとして測定した（非特許文献１）。

また、脳波を用いてＵＣＬを測定する方法が開発されつつある。たとえば、非特許文献２では、ＡＢＲ（ａｕｄｉｔｏｒｙ ｂｒａｉｎｓｔｅｍ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）と呼ばれる脳幹反応のＶ波潜時と刺激強度との関係から、ＵＣＬを推定する手法が開示されている。音圧の増大に伴うＶ波潜時の短縮が頭打ちになった音圧に定数（たとえば１５や１０）を足した音圧をＵＣＬとする。

一方、ＭＣＬ（ｍｏｓｔ ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｌｅｖｅｌ）は、一般的に主観報告による測定が難しいため、聴力閾値の半分の傾き（ハーフゲイン）やＵＣＬと聴力閾値の中央値として近似される場合が多い。

君付 隆他、「聴力に異常のない聴覚過敏患者における内耳機能検査の特徴」、２００９年 Ｔｈｏｒｎｔｏｎ，Ａ．Ｒ．他、「Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｕｄｎｅｓｓ ｄｉｓｃｏｍｆｏｒｔ ｌｅｖｅｌ ｕｓｉｎｇ ａｕｄｉｔｏｒｙ ｂｒａｉｎｓｔｅｍ ｅｖｏｋｅｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ」、１９８７年

上述の主観報告によるＵＣＬ測定では、あいまいな主観報告を指標にしている。さらに、「不快に感じるほど大きな音圧」の基準は、個人または言語表現の影響を受けて変動するため、ばらつきが生じる。そのため、ＵＣＬを正確に測定できないという課題があった。また、強大な連続音をユーザに聞かせる必要があり、ユーザの耳を傷つける危険性があった。

他方、脳波を用いたＵＣＬ推定では、微弱な信号成分のＡＢＲを指標にしている。そのため、ＵＣＬ推定の対象とする音圧や周波数の各々について、刺激を１０００回オーダーで繰り返し呈示する必要があり、時間がかかるという課題があった。長時間の検査は、ユーザにとって負担である。

従来の技術には、上述のような種々の課題が存在していた。これらの少なくとも一つ、好ましくは全てを解決することが必要とされている。

本発明の目的は、短時間および／または高精度でＵＣＬを客観的に測定する、うるささ評価システムを実現することである。

本発明のある実施形態にかかる音圧評価システムは、ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、純音のデータを複数保持している音データベースと、前記音データベースを参照して、呈示する音を決定する呈示音決定部と、前記呈示音決定部で決定された音を第１音として前記ユーザに呈示し、前記第１音を呈示してから所定の時間後に、前記第１音と少なくとも周波数及び音圧が同じ音を第２音として前記ユーザに呈示する出力部と、前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出する変化量抽出部と、前記変化量抽出部で抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧が前記ユーザにとって大きすぎるか否かを判定するうるささ判定部とを備えている。

前記変化量抽出部は、前記変化量として、前記第２音に関するＮ１成分から得られた振幅を、前記第１音に関するＮ１成分から得られた振幅で除算した振幅比の変化量を求め、前記うるささ判定部は、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、前記ユーザにとってうるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、前記ユーザにとって適切な音圧であると判定してもよい。

前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、前記変化量抽出部は、前記ペア刺激ごとに、前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陽性成分であるＰ１成分の振幅と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陽性成分であるＰ１成分の振幅との変化量を抽出し、前記抽出した脳波信号の事象関連電位を、前記複数組の前記第１音ごと及び前記第２音ごとに加算平均し、加算平均後の前記第１音のＰ１成分の振幅値及び前記第１音のＮ１成分の振幅値の差分と、加算平均後の前記第２音のＰ１成分の振幅値及び前記第２音のＮ１成分の振幅値の差分との比を変化量として抽出してもよい。

前記変化量抽出部は、前記変化量として、前記第２音に関するＮ１成分から得られた振幅と、前記第１音に関するＮ１成分から得られた振幅との差分の変化量の絶対値を求め、前記うるささ判定部は、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、前記ユーザにとってうるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値より小さい場合に、前記ユーザにとって適切な音圧であると判定してもよい。

前記Ｎ１成分は、前記出力部により第１音又は第２音が呈示された時刻から、８０ｍｓ以上１３０ｍｓ以下の範囲に含まれる事象関連電位の陰性成分であってもよい。

前記Ｐ１成分は、前記出力部により第１音又は第２音が呈示された時刻から、３０ｍｓ以上７０ｍｓ以下の範囲に含まれる事象関連電位の陽性成分であってもよい。

前記音データベースは、前記音と、前記音を呈示するユーザの左右の耳、前記音の周波数、および前記音の音圧の少なくとも１つの音の特徴とを対応付けて保持し、前記変化量抽出部は、前記脳波信号の事象関連電位を、前記第１音及び前記第２音ごとに、並びに前記音の特徴ごとに、加算平均してもよい。

前記変化量抽出部は、前記第１音及び前記第２音が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、３０ｍｓ以上７０ｍｓ以下の事象関連電位の陽性のピーク値と、第１音目及び第２音目が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、８０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の陰性のピーク値との差分である、前記第１音及び第２音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅を算出し、前記第２音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅と前記第１音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅との振幅比を前記変化量とし、前記うるささ判定部は、前記振幅比が第１の閾値よりも小さい場合に、前記音刺激はうるさかったと判定し、前記振幅比が前記第１の閾値以上の場合に前記音刺激は適切な音圧であると判定してもよい。

前記第１の閾値は、０．５であってもよい。

前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、前記変化量抽出部は、前記脳波信号において、前記第１音が呈示された時刻を起点とする１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の陽性成分であるＰ２成分と、前記脳波信号において、前記第２音が呈示された時刻を起点とする１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の陽性成分であるＰ２成分とを抽出し、前記抽出した脳波信号の事象関連電位を、前記第１音及び前記第２音ごとに加算平均し、前記第１音のＰ２成分の振幅値及び前記第１音のＮ１成分の振幅値の差分と、前記第２音のＰ２成分の振幅値及び前記第２音のＮ１成分の振幅値の差分との比を変化量として抽出してもよい。

前記変化量抽出部は、第１音目及び第２音目が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、８０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の陰性のピーク値と、前記第１音及び前記第２音が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の事象関連電位の陽性のピーク値との差分である、前記第１音及び第２音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅を算出し、前記第２音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅と前記第１音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅との振幅比を前記変化量とし、前記うるささ判定部は、前記振幅比が第２の閾値よりも小さい場合には、前記音刺激は前記ユーザにとってうるさかったと判定し、前記振幅比が第２の閾値以上であった場合には、前記音刺激は適切な音圧であると判定してもよい。

前記第２の閾値を０．５５としてもよい。

前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、直前に呈示された前記第１音及び前記第２音の組と異なる周波数を有する、前記第１音及び前記第２音の組を呈示してもよい。

本発明のある実施形態にかかる音圧評価システムは、さらに、ユーザの聴力閾値を入力する最小可聴レベル入力部と、前記最小可聴レベル入力部に入力された前記聴力閾値に基づいて、前記ユーザの不快レベルを予測する不快レベル予測部とをさらに備え、前記呈示音決定部において、前記最小可聴レベル予測部で予測された音圧を基準に所定の範囲内から前記第１音及び第２音を決定してもよい。

前記出力部は、音圧が異なる少なくとも２つの前記第１音を出力し、前記変化量抽出部は、前記出力した２つの第１音の音圧の差に対する、前記出力した２つの前記第１音に対するＮ１成分の振幅の差を変化量として抽出し、前記うるささ判定部は、前記変化量が第３の閾値よりも小さいか否かに基づいて、小さい場合をうるさい、小さくならなかった場合を適切な音圧であると判定してもよい。

前記出力部は、音圧が異なる少なくとも２つの前記第１音および第２音を出力し、前記変化量抽出部は、前記出力した２つの第２音の音圧の差に対する、前記出力した２つの前記第２音に対するＮ１成分の振幅の差を変化量として抽出し、前記うるささ判定部は、前記変化量が第４の閾値よりも小さいか否かに基づいて、小さい場合をうるさい、小さくならなかった場合を適切な音圧であると判定してもよい。

本発明のある実施形態にかかる音圧評価装置は、複数の純音のデータを保持する音データベースを参照して、呈示する音を決定する呈示音決定部と、前記呈示音決定部で決定された音を第１音としてユーザに呈示し、前記第１音を呈示してから所定の時間後に、前記第１音と少なくとも周波数及び音圧が同じ音を第２音として前記ユーザに呈示する出力部と、生体信号計測部が計測した前記ユーザの脳波信号における、前記第１音が呈示された時刻を起点とする事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出する変化量抽出部と、前記変化量抽出部で抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するうるささ判定部とを備えている。

本発明のある実施形態にかかる音圧評価方法は、ユーザの脳波信号を計測するステップと、前記ユーザに呈示する音を決定するステップと、前記決定した音を第１音として前記ユーザに呈示し、第１音を呈示してから所定の時間後に、第１音と同じ音を第２音として前記ユーザに呈示するステップと、前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出するステップと、抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するステップとを包含する。

うるささを判定する前記ステップは、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、うるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、適切な音圧であると判定してもよい。

本発明のある実施形態にかかるコンピュータプログラムは、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、ユーザの脳波信号を受け取るステップと、前記ユーザに呈示する音を決定するステップと、前記決定した音を第１音として前記ユーザに呈示し、第１音を呈示してから所定の時間後に、第１音と同じ音を第２音として前記ユーザに呈示するステップと、前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出するステップと、抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するステップとを実行させる。

うるささを判定する前記ステップは、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、うるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、適切な音圧であると判定してもよい。

本発明によれば、同一周波数で同一音圧の純音を２回連発で呈示し、第１音目と第２音目に対する脳波のＮ１成分に関する特徴をそれぞれ抽出し、特徴の変化量からＵＣＬを推定する。第１音目と第２音目に対する特徴の変化量を用いることで、呈示した音の音圧がそのユーザに採って大きすぎるといえるかどうかを判定する。個人差の影響を受けにくく、短時間・高精度のうるささ評価を実現できる。これにより、ユーザが補聴器装用時にうるささを感じることがなく、長時間にわたって補聴器を装用しても疲れにくい、周波数ゲインの設定が実現できるようになる。

脳波計測実験の手続きの概要を示す。 （ａ）は、国際１０−２０法の電極位置を示す図であり、（ｂ）は本実験で電極を装着した電極配置を示す図である。 第１音刺激と第２音刺激が呈示された時刻を起点とした中心部（Ｃｚ）における事象関連電位を音圧ごとに加算平均した波形および、音圧ごとのＰ１−Ｎ１振幅、Ｎ１−Ｐ２振幅の振幅をプロットした図である。 Ｐ１−Ｎ１振幅比およびＮ１−Ｐ２振幅比をプロットした図である。 主観報告実験の結果を示す図である。 本願発明者らによってまとめられた、Ｐ１−Ｎ１振幅比とうるささ判定との対応関係を示す。 本発明の実施形態１によるうるささ評価システム１００の構成および利用環境を示す図である。 本発明の実施形態１によるうるささ評価装置１のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態１によるうるささ評価システム１００の機能ブロックの構成を示す図である。 音ＤＢ７１の例を示す図である。 本発明の実施形態１による手法を用いたうるささの判定結果蓄積の例を示す図である。 うるささ評価システム１００において行われる処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２によるうるささ評価システム２００の機能ブロックの構成を示す図である。 ＵＣＬ予測値の例を示す図である。 本発明の実施形態２によるうるささ評価システム２００の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２によるうるささ評価システム３００の機能ブロックの構成を示す図である。 本発明の実施形態２によるうるささ評価システム４００の機能ブロックの構成を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるうるささ評価システムの実施形態を説明する。

本発明によるうるささ評価システムは、純音聴取時のユーザ状態として、脳波を利用して純音聴取時にユーザがうるさいと感じたか否か、を評価するために用いられる。より具体的には、本システムは、同一周波数で同一音圧の純音を２回連発で呈示し、第１音目と第２音目に対する脳波のＮ１成分に関する特徴をそれぞれ抽出し、特徴の変化量からうるささを評価する。

まず、本明細書における用語の定義を説明する。

「事象関連電位（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）」とは、脳波（ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ：ＥＥＧ）の一種であり、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳の一過性の電位変動をいう。

「Ｎ１成分」とは、聴覚刺激呈示を起点に約１００ｍｓにおいて惹起される陰性の聴覚誘発電位である。

「Ｐ１成分」とは、聴覚刺激呈示を起点に約５０ｍｓにおいて惹起される陽性の聴覚誘発電位である。

「Ｐ２成分」とは、聴覚刺激呈示を起点に約２００ｍｓにおいて惹起される陽性の誘発電位である。

「陰性成分」とは、一般的には、０μＶよりも小さい電位である。

「陽性成分」とは、一般的には、０μＶよりも大きい電位である。

ただし、複数の電位を比較する場合には、より小さい値を有する電位を陰性成分ともいい、より大きい値を有する電位を陽性成分ともいう。ここでの比較は、絶対値ではなく、正負を含めた値で比較する。

「うるさい音圧」とは、ユーザにとって大き過ぎる音圧である。例えば、ユーザが不快に感じる程度に、大きい音圧をいう。

「適切な音圧」とは、最小可聴レベル（ｈｅａｒｉｎｇ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｅｖｅｌ；以下「ＨＴＬ」）以上で、かつ、ユーザがうるさすぎて不快に感じることのない範囲の音圧である。

「音を呈示する」とは、純音の聴覚刺激を出力することをいう。たとえば純音をヘッドフォンの片耳側から出力することは、「音を呈示する」の範疇である。

「純音」とは、周期振動を繰り返す楽音のうち、単一の周波数成分しか持たない正弦波で表される音である。

本発明の実施形態では、ヘッドフォンを利用してユーザに音を呈示する例を挙げて説明している。ヘッドフォンの種類は任意であるが、正しく評価を行うために指定した音圧で正確に純音を出力できる必要がある。

本願明細書においては、事象関連電位の成分を定義するためにある時点から起算した所定時間経過後の時刻を、たとえば「潜時約１００ｍｓ」と表現している。これは、１００ｍｓという特定の時刻を中心とした範囲を包含し得ることを意味している。「事象関連電位（ＥＲＰ）マニュアル−Ｐ３００を中心に」（加我君孝ほか編集、篠原出版新社、１９９５）の３０頁に記載の表１によると、一般的に、事象関連電位の波形には、個人ごとに３０ｍｓから５０ｍｓの差異（ずれ）が生じる。したがって、「約Ｘｍｓ」や「Ｘｍｓ付近」という語は、Ｘｍｓを中心として３０から５０ｍｓの幅がその前後（例えば、１００ｍｓ±３０ｍｓ、２００ｍｓ±５０ｍｓ）に存在し得ることを意味している。

１．実験概要
本願発明者らは、短時間かつ高精度でＵＣＬを客観的に測定するうるささ評価の実現を目指し、純音に対するうるささを反映した脳波特徴成分を特定するために以下２つの実験を実施した。

第一の実験は、同一周波数であり、かつ、同一音圧である純音を、所定の間隔をあけて、２回連発で呈示し、第１音目と第２音目に対する事象関連電位をそれぞれ計測する脳波計測実験である。なお、本明細書では、上述のように２回連発で呈示された刺激を「ペア刺激」と呼ぶ。なお、第１音目と第２音目は、同一の周波数でなくても、人間が聞き分けることができない程度に異なる周波数であっても良い。また、第１音目と第２音目は、同一音圧でなくても人間が聞き分けることができない程度に異なる音圧であっても良い。

第二の実験は、主観報告に基づいてＵＣＬ（“ｕｎｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ ｌｅｖｅｌ”、以下同様。）を測定する主観報告実験である。主観報告実験は、脳波計測実験の前後にそれぞれ実施した。そして、主観報告実験で得られたＵＣＬを基準データとして、ＵＣＬに関連した事象関連電位成分を探索した。

その結果、主観報告によりＵＣＬと評価された以上に強大な音圧のペア刺激を呈示した場合には、第１音目に対するＮ１成分に関する特徴に比べて、第２音目に対するＮ１成分に関する特徴が顕著に減少することを発見した。この発見から、第１音目と第２音目の各Ｎ１成分に関する特徴の変化量を指標に、ＵＣＬが推定可能であることを見出した。本手法により、短時間かつ高精度にＵＣＬを評価できる。

以下で、これらをより詳細に説明する。はじめに、うるささ評価を実現するために本願発明者らが実施した脳波計測実験および主観報告実験について説明する。その後、実施形態としての、うるささ評価装置の概要および、うるささ評価装置を含むうるささ評価システムの構成および動作を説明する。

２．脳波計測実験および主観報告実験
２−１．脳波計測実験
脳波計測実験では、ＵＣＬである音圧より大きな音圧が含まれることが想定される複数の音圧でペア刺激を呈示し、第１音目と第２音目に対する事象関連電位の特徴変化を調べた。以下、図１から図４を参照しながら、脳波計測実験の実験設定および実験結果を説明する。

実験参加者は、正常な聴力を有する社会人１２名（２８〜４９歳）であった。

音刺激は、持続時間５０ｍｓのトーンバースト音とした。音の立ち上がり（ｒｉｓｅ）および下がり（ｆａｌｌ）は３ｍｓとした。周波数ごとおよび音圧ごとの事象関連電位を調べるために、３周波数（１０００、２０００、４０００Ｈｚ）のそれぞれについて５種類の音圧（８０、８５，９０、９５、１００ｄＢＳＰＬ）の音刺激を用意した。音刺激は、ヘッドフォンを用いて片耳ずつ呈示した。そしてペア刺激として、同一の音刺激を、第１音および第２音として同側の耳に所定の間隔をあけて２回連発で呈示した。

図１は、脳波計測実験の手続きの概要を示す。

参加者には音刺激に注意を向けなくてもよいと教示した。１つのペア刺激内の第１音と第２音の間隔（ペア間間隔）は、３００ｍｓに固定した。また、あるペア刺激の第１音と、その次のペア刺激の第１音の間隔（刺激間間隔）は、１０００±２００ｍｓの範囲でランダムに決定した。実験は、７５０回のペア刺激を１ブロックとして、２ブロック実施した。

ペア刺激として呈示する音刺激は、次の制約条件で決定することが好ましい。直前のペア刺激と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。たとえば図１のペア刺激００２の選択に際しては、直前のペア刺激００１と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。ペア刺激を呈示する耳は左右でランダムとする。ただし、左右どちらかの耳へのペア刺激を４回以上連続させないことが好ましい。これらの制約によって、同一ペア刺激の連続呈示による聴覚誘発電位の慣れ（ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ）の影響が低減されると考えられる。

脳波は頭皮上のＦｚ、Ｃｚ、Ｐｚ（いずれも国際１０−２０法）、右目の右、右目の下、左右マストイドから鼻を基準に記録した。「マストイド」とは、耳の裏の付け根の下部の頭蓋骨の乳様突起である。図２（ａ）は、国際１０−２０法（１０−２０ Ｓｙｓｔｅｍ）の電極位置を示す。図２（ｂ）は本実験で電極を装着した電極配置を示す。

サンプリング周波数は１０００Ｈｚ、時定数は１秒とし、３０Ｈｚのアナログローパスフィルタをかけた。オフラインで５−２０Ｈｚのディジタルバンドパスフィルタをかけ、両マストイド連結基準に再基準化した。音刺激に対する事象関連電位として、第１音および第２音が呈示された時刻を起点に、−１００ｍｓから４００ｍｓの波形をそれぞれ切り出した。ここで、「−１００ｍｓ」とは、音刺激を呈示した時刻より１００ミリ秒前の時点をいう。

音圧ごとの全体的な脳波特徴の傾向を調べるために、本願発明者らは、第１音および第２音に対する事象関連電位を周波数に関わらず音圧ごとにそれぞれ総加算平均した。また、個人ごとの左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとの脳波特徴を調べるために、本願発明者らは、第１音および第２音に対する事象関連電位を個人ごと、左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとにそれぞれ加算平均した。いずれかの電極において絶対値で５０μＶ以上の振幅を含む試行は、総加算平均あるいは加算平均から除外した。

そして、うるささ評価の指標となり得る特徴として、音刺激呈示後約１００ｍｓに生起するＮ１成分の２つの特徴を求めた。

第一の特徴は、音刺激呈示後約５０ｍｓに生起するＰ１成分に関する陽性のピークを中心に前後１０ｍｓの区間平均電位から、Ｎ１成分の陰性のピークを中心に前後１０ｍｓの区間平均電位を引き算して得られる。この特徴を、以下では、「Ｐ１−Ｎ１振幅」と呼ぶ。

第二の特徴は、音刺激呈示後約２００ｍｓに生起するＰ２成分に関する陽性のピークを中心に前後２５ｍｓの区間平均電位から、Ｎ１成分の陰性のピークを中心に前後１０ｍｓの区間平均電位を引き算して得られる。この特徴を、以下では、「Ｎ１−Ｐ２振幅」と呼ぶ。

以下、脳波計測実験の結果を説明する。

図３の左側２つの図は、中心部（Ｃｚ）における第１音と第２音に対する事象関連電位を、音圧ごとに総加算平均した総加算平均波形を示す。上段が第１音に対する総加算平均波形であり、下段が第２音に対する総加算平均波形である。横軸は時間でその単位はｍｓ、縦軸は電位でその単位はμＶである。横軸の０ｍｓは、音刺激呈示時刻である。

図３に示されたスケールから明らかなとおり、グラフの下方向が正（陽性）に、上方向が負（陰性）に対応している。図３では、９０、９５、１００ｄＢＳＰＬの音刺激を呈示した場合の波形を破線、細実線、太実線でそれぞれ示している。いずれの音圧の音刺激に対しても、音刺激呈示後約１００ｍｓにＮ１成分（陰性のピーク）が生起している様子が見て取れる。

また、図３の右側２つの図は、総加算平均から求めた音圧ごとのＮ１成分の振幅を示す。横軸は音圧でその単位はｄＢＳＰＬ、縦軸は振幅でその単位はμＶである。黒丸はＰ１−Ｎ１振幅、白丸はＮ１−Ｐ２振幅を示している。上段に示した第１音に対する振幅は、音刺激の音圧増大に伴ってどちらも緩やかに増大している。一方で下段に示した第２音に対するＰ１−Ｎ１振幅は、９０ｄＢＳＰＬより大きな音圧の音刺激において、９０ｄＢＳＰＬより小さな音圧と比較して減少している様子が見て取れる。

図４は、Ｎ１成分に関する特徴の変化量を示す。Ｐ１−Ｎ１振幅、Ｎ１−Ｐ２振幅それぞれについて、第２音に対する振幅を第１音に対する振幅で除算して求めた。黒丸はＰ１−Ｎ１振幅比、白丸はＮ１−Ｐ２振幅比である。横軸の単位は音圧値（ｄＢＳＰＬ）である。たとえば、黒丸のＰ１−Ｎ１振幅比を例に説明すると、８０ｄＢＳＰＬにおけるＰ１−Ｎ１振幅比は、約０．７である。この値は、図３の右下のグラフにおける８０ｄＢＳＰＬの値（約１．２μV）を分子とし、図３の右上のグラフにおける８０ｄＢＳＰＬの値（約１．７μV）を分母として除算を実行した値である。図４の横軸の他の音圧値に関しても同様に、各音圧値に対応する図３の右下のグラフの電位を分子とし、図３の右上のグラフの電位を分母として除算を実行する。この計算によって求められた値が図４の縦軸の値となる。図４において白丸によって示されるＮ１−Ｐ２振幅比の求め方も同様である。

図４に示されるように、どちらの振幅比も、音圧増大に伴って減少している。特にＰ１−Ｎ１成分（黒丸）では、９０ｄＢＳＰＬより大きな音圧の音刺激に対する振幅比が、９０ｄＢＳＰＬ以下の音圧に対する振幅比と比較して、顕著に減少していることが分かる。

２−２．主観報告実験
主観報告実験は、脳波計測実験の前後それぞれにおいて実施した。非特許文献１と同様に、オージオメータを用いて連続音を上昇法で呈示し、うるさすぎて耐えられない音圧を報告させ、その音圧をＵＣＬとした。脳波計測実験で呈示する３周波数（１０００、２０００、４０００Ｈｚ）それぞれについて、片耳ずつ両耳の測定を実施した。音圧の予測をさせないために、実験開始の音圧は、６０、６５、７０ｄＢＨＬからランダムに決定した。連続音の音圧は５ｄＢずつ上昇させた。うるさすぎて耐えられない音圧は、挙手によって報告させた。参加者の挙手直後に音呈示をやめ、その音圧を記録した。

以下、主観報告実験の結果を説明する。

全ての参加者が健聴者であったが、主観報告実験の結果は、個人ごとに大きく異なった（同一周波数において最大で４０ｄＢ）。これは、「うるさすぎて我慢できない」という定義の解釈は個人ごとに大きく異なることを示している。よって、主観報告によるＵＣＬ評価は難しいといえる。

図５は、主観報告によって測定したＵＣＬ評価結果の平均値と分散である。音圧の単位は、脳波計測実験との対応をとるために、ｄＢＨＬからｄＢＳＰＬに変換した。上述のように主観報告によるＵＣＬ測定の結果はばらついていることから、全体的な傾向を調べるために全参加者の結果を呈示音の周波数に関わらず加算平均した。脳波計測実験の前後で実施した主観報告実験の結果をｂｅｆｏｒｅ、ａｆｔｅｒとしてそれぞれ示した。脳波計測実験の前で実施した結果（ｂｅｆｏｒｅ）と比較して、後で実施した結果（ａｆｔｅｒ）において有意にＵＣＬが増大したが（ｐ＜．００１）、どちらにおいても９０から９５ｄＢＳＰＬの範囲内であった。

なお、主観報告実験の結果は、参加者ごと、周波数ごとの全結果のうち、５８％においてｂｅｆｏｒｅとａｆｔｅｒで５ｄＢ以上変動した。これは、主観報告によるうるささ評価はあいまいさを含むことを示している。

２−３．両実験からの考察
図５に示したとおり、主観報告実験の結果、参加者がうるさすぎて耐えられないと報告した音圧は９０から９５ｄＢＳＰＬの範囲内であった。また、図４に示したとおり脳波計測実験の結果、Ｐ１−Ｎ１振幅比は、ペア刺激の音圧が９０から９５ｄＢＳＰＬの場合に顕著に減少した。これらの結果から、本願発明者らは、主観的なＵＣＬである音圧周辺において、Ｐ１−Ｎ１振幅比が顕著に減少しているという相関関係を見出した。このような相関関係に基づけば、ペア刺激の第１音および第２音に対するＮ１成分の特徴の変化量を指標にすることにより、ＵＣＬに関するうるささ評価を実現できるといえる。

具体的には、以下のような方法でうるささ評価が実現できる。たとえば、Ｐ１−Ｎ１振幅比を所定の閾値（たとえば０．５）と比較し、振幅比が閾値よりも小さくなった最小の音圧をＵＣＬと評価する。なお、個人ごと、左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとの加算平均波形から算出したＰ１−Ｎ１振幅比を、所定の閾値と比較して推定したＵＣＬと、主観報告実験で得られたＵＣＬを比較すると、６１．９％において誤差５ｄＢＳＰＬ以下であった。

上述の例では、Ｐ１−Ｎ１振幅比を利用する例を説明したが、振幅比ではなく、振幅差を利用してもよい。具体的には、第２音に対する振幅を第１音に対する振幅で減算することにより、Ｎ１成分に関する特徴の変化量を求めてもよい。減算結果を求めることによっても、主観的なＵＣＬである音圧周辺において、Ｐ１−Ｎ１振幅比が顕著に減少しているという相関関係は保たれる。よって振幅差の絶対値がある閾値以上であればユーザはうるさいと判定し、閾値より小さければユーザにとって適切な音圧であると判定してもよい。

ＵＣＬの推定精度は、Ｎ１成分に関する特徴抽出の方法、および識別方法の改善により向上すると考えられる。たとえば、特徴として振幅の代わりに、事象関連電位をウェーブレット変換したウェーブレット係数を用い、特定の時刻および周波数のウェーブレット係数の変化量を用いて判別することもできる。

また、判別についても閾値との比較の代わりに、線形判別やＳＶＭ（ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ）等の識別アルゴリズムを用いることもできる。その場合には、所定の閾値は不要である。これらの識別アルゴリズムを用いる場合には、一般的なユーザにおいてあらかじめ取得したＵＣＬである音圧以下および以上の音刺激に対する事象関連電位の特徴量を教師データとして用いてもよい。なお、今回の実験では、Ｐ１−Ｎ１振幅の比を指標にＵＣＬを推定できることを確認する意味で１２人の参加者の脳波および主観報告の結果を総加算平均したが、上述のような特徴量抽出の方法や識別方法の工夫により、ユーザごと、左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとに２０回程度の加算平均であってもＮ１成分に関する特徴の変化量の抽出は可能である。

ところで、従来研究により、純音聴覚刺激（トーンピップ、トーンバースト）に対するＮ１成分の潜時およびＮ１−Ｐ２振幅は、音刺激の強度と立ち上がり時間に応じて変化することが知られている（鈴木 他, 1985, 聴性脳幹反応−その基礎と臨床− p384-385参照）。具体的には、所定の音圧よりも小さな音圧の範囲においては、刺激音の強度増大に伴い、Ｎ１成分の潜時は短縮し、かつ、Ｎ１−Ｐ２振幅は増大する。また、所定の音圧以上になると、Ｎ１成分の潜時短縮およびＮ１−Ｐ２振幅の増大は頭打ちになる。ここで、「頭打ち」とは、音刺激の音圧増大に対するＮ１成分の潜時短縮や振幅増大に関する変化量が、所定の値よりも小さくなることを意味している。

図３右の上段示したように、第１音に対するＮ１−Ｐ２振幅は、主観報告実験でＵＣＬであると報告された９０−９５ｄＢＳＰＬ周辺の音圧までは、音圧増大に伴っておよそ増大した。また、それ以上の音圧では振幅増大は頭打ちになった。そこで、第１音に対するＮ１−Ｐ２振幅を所定の閾値と比較する、あるいは、音圧増大に伴うＮ１−Ｐ２振幅の増大が頭打ちになったことを検出してＵＣＬが測定できると考えられる。

ただし、事象関連電位の振幅は個人差が大きいため個人ごとに閾値を設定する必要があること、加えて、Ｎ１−Ｐ２振幅の増大は緩やかであることから、第１音に対するＮ１―Ｐ２振幅のみを指標としたＵＣＬ推定は精度が低くなる可能性がある。実際に、ペア刺激の第１音に対するＰ１−Ｎ１振幅あるいはＮ１−Ｐ２振幅を所定の閾値で判別した場合、第１音と第２音のＰ１−Ｎ１振幅比あるいはＮ１−Ｐ２振幅を用いる場合と比較して推定精度が有意に低かった。

よって、ペア刺激を呈示し、ＵＣＬである音圧の周辺で顕著に減少する第１音と第２音にそれぞれに対するＮ１成分に関する特徴（Ｐ１−Ｎ１振幅）の変化量を指標とすることで、短時間で高精度のうるささ評価が実現できるといえる。第１音および第２音に対する特徴の変化量は、個人ごとに生起した特徴成分の比較であるため、事象関連電位の個人差の影響を受けにくいロバストなうるささ評価が実現できる。

なお、図３右の下段から、第２音に対するＮ１成分の振幅に関する特徴量も、主観報告によりＵＣＬと評価された音圧周辺において、音圧増大に伴う振幅増大が頭打ちになることが分かった。特に、Ｐ１−Ｎ１振幅は、主観報告によりＵＣＬと評価された音圧以上の音圧で減少した。よって、第２音に対するＮ１成分の振幅に関する特徴量を所定の閾値（たとえば１．０μＶ）と比較する、あるいは、第２音の音圧増大にともなうＮ１成分の振幅に関する特徴量の増大が頭打ちになったことを検出してＵＣＬを測定することも可能である。

以上、本願発明者らが実施した脳波計測実験および主観報告実験により、ペア刺激の第１音と第２音が呈示された時刻を起点とした事象関連電位のＮ１成分に関する特徴が、ＵＣＬである音圧周辺で顕著に変化することが明らかになった。ゆえに、ペア刺激に対する事象関連電位のたとえばＰ１−Ｎ１振幅比を指標に、うるささ評価が実現可能となる。

図６は、本願発明者らによってまとめられた、Ｐ１−Ｎ１振幅比とうるささ判定との対応関係を示す。Ｐ１−Ｎ１振幅比が所定の閾値よりも小さい場合に「うるさい」と判定し、所定の閾値以上の場合に「適切な大きさである」と判定する。

以下、本発明の実施形態にかかるうるささ評価システムを説明する。うるささ評価システムは、ペア刺激を呈示し、ペア刺激の第１音と第２音の事象関連電位のＮ１成分に関する特徴の変化量に基づいてうるささ評価を実現する。これは本願発明者らが見出した上述の知見に基づき初めて実現される。なお、下記実施形態においては、第２音に対する振幅を第１音に対する振幅で除算した振幅比を利用する例を説明する。しかしながら、上述のように、たとえば振幅比ではなく、振幅差を用いてもよい。この場合には、振幅比を計算する構成要素が振幅差の絶対値を計算し、振幅比に対応する閾値を振幅差の絶対値に対応する閾値に変更すればよい。

（実施形態１）
以下では、まず、うるささ評価システムの概要を説明する。その後、うるささ評価装置を含むうるささ評価システムの構成および動作を説明する。

本実施形態によるうるささ評価システムは、ペア刺激を呈示し、第１音目と第２音目に対する脳波のＮ１成分に関する特徴をそれぞれ抽出し、特徴の変化量からＵＣＬを判定する。

本実施形態においては、探査電極を中心部（Ｃｚ）に設け、基準電極を左右のマストイドに設けて、探査電極と基準電極の電位差である脳波を計測する。なお、事象関連電位の特徴成分のレベルや極性は、脳波計測用の電極を装着する部位、又は基準電極および探査電極の設定の仕方に応じて変わる可能性がある。しかしながら、以下の説明に基づけば、当業者は、そのときの基準電極および探査電極に応じて適切な改変を行って事象関連電位の特徴を抽出し、うるささの評価を行うことが可能である。そのような改変例は、本発明の範疇である。

図７は、本実施形態によるうるささ評価システム１００の構成および利用環境を示す。このうるささ評価システム１００は後述する実施形態１のシステム構成に対応させて例示している。

うるささ評価システム１００は、うるささ評価装置１と、音刺激出力部１１と、生体信号計測部５０とを備えている。生体信号計測部５０は少なくとも２つの電極Ａおよび電極Ｂと接続されている。電極Ａはユーザ５のマストイドに貼り付けられ、電極Ｂはユーザ５の頭皮上の中心部（いわゆるＣｚ）に貼り付けられている。

うるささ評価システム１００は、左右一方の耳に、ある周波数、ある音圧のペア刺激をユーザ５に呈示し、第１音と第２音の呈示時刻を起点にそれぞれ計測したユーザ５の脳波（事象関連電位）において、それぞれ潜時約１００ｍｓのＮ１成分に関する特徴を抽出する。そして、第１音および第２音に対する特徴の変化量が所定の閾値よりも小さいか否かを識別し、ユーザがうるさいと感じたかを判定する。

ユーザ５の脳波は、電極Ａと電極Ｂとの電位差に基づいて、生体信号計測部５０により取得される。生体信号計測部５０は、電位差に対応する情報（脳波信号）をうるささ評価装置１に送信する。図７では、うるささ評価装置１が生体信号計測部５０および音刺激出力部１１と同じ筐体内にある例を示したが、うるささ評価装置は別筐体であってもよい。その場合には、生体信号計測部５０で計測した脳波信号を無線または有線でうるささ評価装置１に送付する。

うるささ評価装置１は、うるささ評価のための音刺激の呈示タイミングの制御を行い、音刺激出力部１１（たとえばヘッドフォン内のスピーカ）を介してユーザ５に音刺激を呈示する。

図８は、本実施形態によるうるささ評価装置１のハードウェア構成を示す。うるささ評価装置１は、ＣＰＵ３０と、メモリ３１と、オーディオコントローラ３２とを有している。これらは互いにバス３４で接続され、相互にデータの授受が可能である。

ＣＰＵ３０は、メモリ３１に格納されているコンピュータプログラム３５を実行する。コンピュータプログラム３５には、後述するフローチャートに示される処理手順が記述されている。うるささ評価装置１は、このコンピュータプログラム３５にしたがって、同じメモリ３１に格納されている音データベース（ＤＢ）７１を利用して、うるささ評価システム１００の全体を制御する処理を行う。この処理は後に詳述する。

オーディオコントローラ３２は、ＣＰＵ３０の命令に従って、それぞれ、呈示すべき音刺激を指定された音圧で音刺激出力部１１を介して出力する。

なお、うるささ評価装置１は、１つの半導体回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現されてもよい。そのようなＤＳＰは、１つの集積回路で上述のＣＰＵ３０、メモリ３１、オーディオコントローラ３２の機能を全て実現することが可能である。

上述のコンピュータプログラム３５は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送され得る。図８に示すハードウェアを備えた機器（たとえばＰＣ）は、当該コンピュータプログラム３５を読み込むことにより、本実施形態によるうるささ評価装置１として機能し得る。なお、音ＤＢ７１はメモリ３１に保持されていなくてもよい。たとえばバス３４に接続されたハードディスク（図示せず）に格納されていてもよい。

図９は、本実施形態によるうるささ評価システム１００の機能ブロックの構成を示す。うるささ評価システム１００は、音刺激出力部１１と、生体信号計測部５０と、うるささ評価装置１とを有している。また、図９に、うるささ評価装置１の詳細な機能ブロックも示している。すなわち、うるささ評価装置１は、事象関連電位変化量抽出部５５（以下「変化量抽出部５５」と記述する）と、うるささ判定部６５と、呈示音決定部７０と、音ＤＢ７１と、ペア刺激制御部７５と、結果蓄積ＤＢ８０とを備えている。ユーザ５のブロックは説明の便宜のために示されている。うるささ評価装置１は、音刺激出力部11及び生体信号計測部５０と、有線又は無線で接続されている。なお、うるささ評価装置１は、呈示音決定部７０と、音刺激出力部１１と、変化量抽出部５５と、うるささ判定部６５とを少なくとも備えていれば良い。

うるささ評価装置１の各機能ブロック（音ＤＢ７１を除く）は、それぞれ、図８に関連して説明したプログラムが実行されることによって、ＣＰＵ３０、メモリ３１、オーディオコントローラ３２によって全体としてその時々で実現される機能に対応している。

音ＤＢ７１は、うるささ評価を行うための音刺激のデータベースである。図１０は、左右耳ごと、周波数ごとにうるささ評価を行うために、たとえば左右耳ごとに２５０Ｈｚから４０００Ｈｚの周波数において８０ｄＢＳＰＬから１１０ｄＢＳＰＬの音圧の純音を用いる場合の音ＤＢ７１の例を示す。図１０に示した音ＤＢ７１では、呈示する音刺激ファイル、音刺激を呈示する耳の左右、音刺激の周波数および音圧の情報を保持する。各音刺激は、たとえば持続時間５０ｍｓのトーンバースト音（ｒｉｓｅ−ｆａｌｌ３ｍｓ）としてもよい。音刺激の持続時間は、Ｎ１成分が明瞭に生起する範囲である限り、たとえば２５ｍｓや１００ｍｓでもよい。

再び図９を参照する。呈示音決定部７０は、音ＤＢ７１を参照し、呈示する音刺激の左右耳、周波数、音圧を決定する。呈示音は、たとえば次の制約に基づいてランダム決定してもよい。直前のペア刺激と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。左右耳をランダムな順序で呈示する。ただし、左右どちらか一方の耳へのペア刺激を４回以上連続させないことが好ましい。こうすることで、同一ペア刺激の連続呈示による脳波の慣れ（ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ）の影響が低減され、高精度なうるささ評価が実現できる。そして、呈示音決定部７０は、決定した音刺激の情報を、ペア刺激制御部７５に送付する。

ペア刺激制御部７５は、呈示音決定部７０から音刺激の情報を受け取り、所定のペア間間隔で音刺激を連発呈示する（第１音、第２音）。ペア間間隔は、第１音に対するＮ１成分と第２音に対するＮ１成分をそれぞれ明瞭に生起させるため、たとえば１００ｍｓ以上に設定する。具体的には、たとえば３００ｍｓとしてもよいし、２００ｍｓとしてもよい。また、ペア間間隔は、第１音の影響が消失しない範囲であればたとえば１０秒以下で任意に設定してもよい。ペア間間隔は、たとえばペア刺激制御部７５内に保持してもよい。ペア刺激制御部７５は、第１音および第２音の音刺激呈示時刻に合わせて、トリガを生体信号計測部５０へ出力する。また、呈示した音刺激の左右耳、周波数、音圧および、ペア間間隔に関する情報を、変化量抽出部５５に送信する。

音刺激出力部１１は、呈示音決定部７０によって決定された音刺激を、ペア刺激制御部７５において制御されたタイミングで再生し、ユーザ５に呈示する。

生体信号計測部５０は、ユーザ５の生体信号を計測する脳波計であり、生体信号として脳波を計測する。そして、脳波データに対してＮ１成分の抽出に適した遮断周波数の周波数フィルタリングを行い、ペア刺激制御部７５から受けたトリガを起点に第１音および第２音それぞれに対する所定区間（たとえば−１００ｍｓから４００ｍｓの区間）の事象関連電位を切り出し、その波形データ（事象関連電位）を変化量抽出部５５に送付する。Ｎ１成分の周波数は１０Ｈｚ程度であることから、周波数フィルタとしてバンドパスフィルタを用いる場合には、たとえば５Ｈｚから１５Ｈｚまでを通過させるように設定してもよい。ユーザ５はあらかじめ脳波計を装着しているものとする。脳波計測用の探査電極はたとえば中心部のＣｚに装着される。

変化量抽出部５５は、ペア刺激制御部１００から受けた音刺激の内容に応じて、第１音および第２音それぞれに対する、生体信号計測部５０から受けた事象関連電位の加算平均演算を行う。加算平均演算は、たとえば第１音および第２音それぞれに対して、同一の特徴（周波数および音圧）を有する音刺激に対する事象関連電位のみを選択して行う。そして、変化量抽出部５５は、第１音目、第２音目それぞれにＮ１成分に関する特徴を求め、特徴の変化量を算出する。たとえばＰ１−Ｎ１振幅をＮ１成分に関する特徴とする場合には、潜時約５０ｍｓの最大値から、潜時約１００ｍｓの最小値を引き算した値をＰ１−Ｎ１振幅としてもよい。また、たとえば潜時約５０ｍｓの陽性のピーク±１０ｍｓの区間平均電位から、潜時約１００ｍｓの陰性のピーク±１０ｍｓの区間平均電位を引き算した値をＰ１−Ｎ１振幅としてもよい。そして、特徴の変化量として、たとえば第２音に対する振幅を第１音に対する振幅で除算した振幅比を算出する。変化量抽出部５５は、算出したＮ１成分に関する特徴の変化量を、うるささ判定部６５に送付する。

うるささ判定部６５は、変化量抽出部５５からＮ１成分に関する特徴の変化量のデータを受け取り、その変化量に基づいてうるささ判定を実施する。たとえば、変化量抽出部５５から、第１音目と第２音目のＰ１−Ｎ１振幅比（第２音に対する振幅／第１音に対する振幅）を受け取った場合には、その振幅比に基づいてうるささの判定を行う。判定は、たとえば所定の閾値との比較によって行ってもよい。その場合には、振幅比が所定の閾値よりも小さい場合に「うるさい」と判定し、振幅比が所定の閾値以上の場合に「適切な大きさである」と判定する。所定の閾値は、たとえば０．５としてもよい。

なお、上述した変化量抽出部５５およびうるささ判定部６５の機能の説明は一例である。ここでは変化量抽出部５５がＮ１成分に関する特徴の変化量を検出するとして説明しているが、うるささ判定部６５が変化量を検出してもよい。

また、上述の記載では、うるささ判定部６５は、「うるさい」又は「適切な大きさである」と判定しているが、具体的な値のみを決定してもよい。例えば、第１音目と第２音目のＰ１−Ｎ１振幅比を判定結果としても良い。

結果蓄積ＤＢ８０は、呈示音決定部７０から呈示した音刺激の左右耳、周波数、音圧に関する情報を受け取る。また結果蓄積ＤＢ８０は、うるささ判定部６５からペア刺激ごとのうるささ判定の結果の情報を受け取る。そして、たとえば音刺激の左右耳、周波数、音圧ごとに、受け取ったうるささの判定結果の情報を蓄積する。

図１１は、結果蓄積ＤＢ８０におけるデータ蓄積の例である。図１１では、左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとにうるささの情報を蓄積する場合を例示している。たとえば図１１中の「１」は、うるささ判定部６５において「うるさい」と判定された場合を示し、「０」は「適切な大きさである」と判定された場合を示す。なお、左右の耳についてそれぞれデータが設けられている理由は、ユーザは左右のいずれか、または両方に補聴器を装着し得るためである。本実施形態にかかるうるささ評価システム１００は、左右のいずれの耳に関しても、うるささの評価を行う必要があるため、左右の耳のデータを設けた。

次に、図１２を参照しながら図９のうるささ評価システム１００において行われる処理手順を説明する。図１２は、うるささ評価システム１００において行われる処理の手順を示すフローチャートである。

ここで、うるささ評価システム１００が用いる脳波を説明する。音刺激を呈示した後、８０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の範囲に現れる陰性の脳波成分を、Ｎ１成分として測定する。音刺激を呈示した後、３０ｍｓ以上７０ｍｓ以下の範囲に現れる陽性の脳波成分を、Ｐ１成分として測定する。音刺激を呈示した後、１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の範囲に現れる陽性の脳波成分を、Ｐ２成分として測定する。

ステップＳ１０１において、呈示音決定部７０は音ＤＢ７１を参照しながら呈示する音刺激の左右耳、周波数、音圧を決定する。そして、決定した音刺激の情報をペア刺激制御部７５に送付する。音刺激は、たとえば次の制約に基づいてランダム決定してもよい。直前のペア刺激と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。ペア刺激を呈示する耳は左右でランダムとする。ただし、左右どちらかの耳へのペア刺激を４回以上連続させないことが好ましい。

ステップＳ１０２において、ペア刺激制御部７５は、呈示音決定部７０で決定された音刺激を、音刺激出力部１１を介してユーザ５に呈示する（第１音）。そして、生体信号計測部５０にトリガを送信し、変化量抽出部５５に呈示した音刺激の左右耳、周波数、音圧の情報を送信する。

ステップＳ１０３において、ペア刺激制御部７５は、ステップＳ１０２から所定のペア間間隔をあけて、呈示音決定部７０で決定された音刺激を、音刺激出力部１１を介して再度ユーザ５に呈示する（第２音）。所定のペア間間隔は、たとえばペア刺激制御部７５内に保持してもよい。そして、ステップＳ１０２と同様に、生体信号計測部５０にトリガを送信し、変化量抽出部５５に呈示した音刺激の左右耳、周波数、音圧の情報を送信する。なお、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３において、さらにペア間間隔の情報を変化量抽出部５５に送付してもよい。

ステップＳ１０４において、生体信号計測部５０はペア刺激制御部７５からトリガを受けて、計測した脳波のうち、第１音および第２音のトリガを起点にたとえば−１００ｍｓから４００ｍｓまでの事象関連電位をそれぞれ切り出す。そしてたとえば−１００ｍｓから０ｍｓの平均電位を求め、その平均電位が０μＶになるよう、得られた事象関連電位のベースラインを補正する。なお、生体信号計測部５０では、評価中、常に脳波を計測し、脳波データに対してＮ１成分に関する特徴の抽出に適した周波数フィルタをかけているものとする。適した周波数フィルタとは、たとえばＮ１成分の中心周波数である１０Ｈｚをはさんだ、５Ｈｚから１５Ｈｚを通過させるバンドパスフィルタである。なお、脳波データに対してたとえば５Ｈｚ以上のハイパスフィルタをかけた場合には、ベースライン変化の影響をほとんど受けないため、ベースライン補正は必須ではない。

ステップＳ１０５において、変化量抽出部５５はステップＳ１０４で切り出した事象関連電位を、ペア刺激制御部７５から受けた音刺激の左右耳、周波数、音圧の情報に基づき、それぞれ左右耳、周波数、音圧ごとに加算平均する。

ステップＳ１０６において、変化量抽出部５５はステップＳ１０２およびステップＳ１０３で呈示された音刺激に対する事象関連電位の加算平均回数が所定回数に到達したか否かを判定する。加算平均回数が所定回数以下の場合には処理はステップＳ１０１へ戻り、ペア刺激の呈示を繰り返す。加算平均回数が所定回数以上の場合には、処理はステップＳ１０７へ進む。所定回数とは、たとえば２０回である。なお、「２０回」は、事象関連電位を計測する分野において多く採用される加算回数であるが、これは一例に過ぎない。たとえば、変化量抽出部５５において、Ｐ１−Ｎ１振幅をシグナルとしてＳ（ｓｉｇｎａｌ）／Ｎ（ｎｏｉｓｅ）を求め、Ｓ／Ｎが一定以上となる加算回数を所定回数としてもよい。

ステップＳ１０７において、変化量抽出部５５は所定回数の加算平均演算をした第１音および第２音に対する左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとの事象関連電位から、Ｎ１成分に関する特徴およびその変化量を算出する。たとえば、特徴としてＰ１−Ｎ１振幅を、変化量として第１音と第２音に対するＰ１−Ｎ１振幅の比を算出する。Ｐ１−Ｎ１振幅は、たとえば潜時約５０ｍｓの最大値から、潜時約１００ｍｓの最小値を引き算した値としてもよい。また、たとえば潜時約５０ｍｓの陽性のピーク±１０ｍｓの区間平均電位から、潜時約１００ｍｓの陰性のピーク±１０ｍｓの区間平均電位を引き算した値としてもよい。Ｐ１−Ｎ１振幅比は、たとえば第２音に対するＰ１−Ｎ１振幅を第１音に対するＰ１−Ｎ１振幅で除算する。そして、うるささ判定部１００に、算出した特徴の変化量を送付する。

ステップＳ１０８において、うるささ判定部１００は、変化量抽出部５５から、特徴の変化量を受け取り、その変化量に対する識別を行う。識別は、たとえば受け取った変化量と所定の閾値との比較によって行ってもよい。所定の閾値は、たとえばうるささ判定部６５内に保持してもよい。第１音と第２音に対するＰ１−Ｎ１振幅比を変化量として受け取った場合には、たとえば０．５を所定の閾値として比較を行う。

ステップＳ１０９において、うるささ判定部１００は、ステップＳ１０８の識別結果を受けて、うるささを判定する。たとえばステップＳ１０８において、Ｐ１−Ｎ１振幅比と所定の閾値との比較を行った場合には、Ｐ１−Ｎ１振幅比が所定の閾値より小さい場合に「うるさい」と判定し、所定の閾値以上の場合に「適切な大きさである」と判定する。

ステップＳ１１０において、結果蓄積ＤＢ８０は、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３で呈示した音刺激の、左右耳、周波数ごとに、うるささ判定部６５から受け取ったうるささの判定結果の情報を蓄積する。

ステップＳ１１１において、呈示音決定部７０は、うるささを評価する予定の、全ての音刺激の呈示が完了したか否かを判定する。完了していない場合には処理はステップＳ１０１へ戻り、完了している場合にはうるささ評価を終了する。

本実施形態のうるささ評価システム１００によれば、同一の音刺激を所定の間隔で２回連発呈示した場合の、第１音目および第２音目に対するＮ１成分に関する特徴の変化量に基づいて、ＵＣＬが判定される。これにより、補聴器装用時にユーザがうるささを感じない、補聴器フィッティングが実現できる。

なお、上述のように、第１音または第２音に対するＮ１成分の振幅が頭打ちになったことを、ＵＣＬ評価の指標として利用することも可能である。よって、変化量抽出部５５において、第１音および第２音に対するＮ１成分の振幅（Ｐ１−Ｎ１振幅あるいはＮ１−Ｐ２振幅）と、第１音および第２音に対するＰ１−Ｎ１振幅の変化量の両方を抽出してもよい。そして、うるささ判定部６５において、第１音または第２音に対するＮ１成分の振幅が頭打ちになったこと、およびＰ１−Ｎ１振幅比が所定の閾値よりも小さいことを検出し、その音刺激に対して、うるさいと判定してもよい。両方を組合せて利用することで、うるささ評価の精度がより向上する可能性がある。

本実施形態の説明では、生体信号計測部５０は、ペア刺激制御部７５からのトリガを起点にして予め定められた範囲の事象関連電位を切り出し、ベースライン補正を行って電位波形のデータを変化量抽出部５５に送信するとした。しかしながら、この処理は一例である。他の処理として、たとえば、生体信号計測部５０は継続的に脳波を計測し、変化量抽出部５５が必要な事象関連電位の切り出しおよびベースライン補正を行ってもよい。当該構成であれば、ペア刺激制御部７５は生体信号計測部５０にトリガを送信する必要はなくなり、変化量抽出部５５にトリガを送信すればよい。

また、本実施形態においては、うるささ評価の結果は、結果蓄積ＤＢ８０に蓄積されるとしたが、蓄積しなくてもよい。たとえば結果蓄積ＤＢ８０をうるささ評価装置１の外部に設ける場合には、うるささ判定部６５の各判定結果を単に出力すればよい。各判定結果は、うるささに関する情報として利用され得る。

（実施形態２）
実施形態１によるうるささ評価システム１００では、第１音目と第２音目のＮ１成分に関する特徴の変化量に基づいたうるささ判定を、音ＤＢ７１に保存されたたとえば８０ｄＢＳＰＬから１１０ｄＢＳＰＬの全ての音刺激に対して探索的に実施した。

しかしながら、上述のような広い幅の音圧における探索的なうるささ評価は、時間がかかる、ＵＣＬ以上の音圧の音刺激の呈示によりユーザの耳を傷つける可能性がある、という課題があった。

そこで本実施形態では、ユーザごとの聴力閾値であるＨＴＬを入力し、入力した聴力閾値から仮想的にＵＣＬを予測して、予測したＵＣＬ付近に限定したうるささ評価を行う、うるささ評価システムについて説明する。

図１３は、本実施形態によるうるささ評価システム２００の機能ブロックの構成を示す。うるささ評価システム２００は、ＨＴＬ入力部１２と、音刺激出力部１１と、生体信号計測部５０と、うるささ評価装置２とを有している。うるささ評価装置２は、音刺激出力部１１、ＨＴＬ入力部１２、及び生体信号計測部５０と、有線又は無線で接続されている。図９と同じブロックについては同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

なお、うるささ評価装置２のハードウェア構成は、図８に示すとおりである。実施形態１で説明したプログラム３５（図８）と異なる処理を規定するプログラムが実行されることにより、図１３に示す本実施形態によるうるささ評価装置２が実現される。

本実施形態によるうるささ評価装置２が、実施形態１によるうるささ評価装置１と大きく相違する点は、新たに不快レベル（ＵＣＬ）予測部７２を設けた点である。なお、うるささ評価装置２の構成要素名に関しては、原則として実施形態１と同じ名称を用いているが、異なる動作および／または機能を有している場合には、異なる参照符号を用いている。たとえば、本実施形態では、実施形態１では行わなかった、予測したＵＣＬ周辺の音圧に限定した音刺激を選択するために、呈示音決定部７０に代えて、制約呈示音決定部７３を設けている。

以下、ＨＴＬ入力部１２、ＵＣＬ予測部７２、制約呈示音決定部７３について説明する。

ＨＴＬ入力部１２は、補聴器フィッティングのソフトウェアを利用する補聴器フィッティングの専門家から、別途取得したユーザの聴力閾値の情報を受ける。そして、ＵＣＬ予測部７２にその情報を送付する。この情報は、ユーザの検査を行う範囲を決定するために用いられる、周波数ごとの閾値の情報である。

ＵＣＬ予測部７２は、ＨＴＬ入力部１２から受けたユーザごとのＨＴＬの情報を受けて、左右耳ごと、周波数ごとにＵＣＬの予測を行う。ＵＣＬの予測は、たとえば、式１に示したように、ハーフゲイン法に基づいて左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値を所定値である「２」で割り、それに所定値αを足す方法で算出してもよい。たとえば、αの値を７５とした場合には、図１４のように予測する。なおαは周波数ごとに変えてもよい。
（式１） ＵＣＬ値＝ＨＴＬ／２＋α

制約呈示音決定部７３は、実施形態１にかかる呈示音決定部７０と同様に音ＤＢ７１を参照し、音刺激の左右耳、周波数、音圧を決定する。呈示音決定部７０との差異は、ＵＣＬ予測部７２から受けた、ＵＣＬ予測値を基準に所定の範囲内の音圧から音刺激を選択する点である。所定の範囲内は、左右耳、周波数ごとに、たとえばＵＣＬ予測値±５ｄＢとしてもよいし、±１０ｄＢとしてもよい。たとえば、次の制約に基づいて、所定の範囲内の音圧を有する音刺激をランダム決定してもよい。直前のペア刺激と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。ペア刺激を呈示する耳は左右でランダムとする。ただし、左右どちらかの耳へのペア刺激を４回以上連続させないことが好ましい。

次に、図１５のフローチャートを参照しながら、うるささ評価システム２００において行われる全体的な処理の手順を説明する。

図１５は、本実施形態によるうるささ評価システム２００の処理手順を示す。図１５では、うるささ評価システム１００の処理（図１２）と同じ処理を行うステップについては同一の参照符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態によるうるささ評価システム２００の処理が、実施形態１によるうるささ評価システム１００の処理と相違する点は、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３およびＳ２０４である。それ以外のステップについては、図１２に関連して既に説明しているため、説明を省略する。

ステップＳ２０１において、ＨＴＬ入力部１２は、補聴器フィッティングを実施する専門家から、別途取得したユーザの左右耳ごと、周波数ごとの聴力閾値の情報を受ける。そして、ＵＣＬ予測部７２にその情報を送付する。

ステップＳ２０２において、ＵＣＬ予測部７２は、ＨＴＬ入力部１２から受けたユーザごとのＨＴＬの情報を受けて、左右耳ごと、周波数ごとにＵＣＬの予測を行う。ＵＣＬの予測は、たとえば、式１に示したように左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値を所定値２で割り、それに所定値αを足す方法で算出してもよい。

ステップＳ２０３において、制約呈示音決定部７３は、ＵＣＬ予測部７２で予測した仮のＵＣＬ音圧を基準に所定の範囲内の音圧から音刺激を選択し決定する。所定の範囲内は、左右耳、周波数ごとに、たとえばＵＣＬ予測値±５ｄＢとしてもよいし、±１０ｄＢとしてもよい。音刺激は、所定の範囲内においてたとえば次の制約に基づいてランダム決定してもよい。直前のペア刺激と同じ周波数の音刺激は選択しないことが好ましい。ペア刺激を呈示する耳は左右でランダムとする。ただし、左右どちらかの耳へのペア刺激を４回以上連続させないことが好ましい。

そしてステップＳ２０４において、制約呈示音決定部７３は、所定の範囲内の全ての音で評価を終了するか否かを判定する。

このような処理によって、たとえば、ユーザが不快に感じるほど大きな音圧であるＵＣＬを短時間で高精度に測定できる。

本実施形態のうるささ評価システム２００によれば、入力されたＨＴＬから予測した仮のＵＣＬ音圧を基準に所定の範囲内の音圧に対して、うるささ評価ができる。これによって、より短時間でユーザのＵＣＬ評価が実現できるようになる。

なお、図９に示すうるささ評価システム１００、及び図１３に示すうるささ評価システム２００は、一体の装置として構成されていても良い。

また、図１６に示すように、うるささ評価装置３は、変化量抽出部５５と、うるささ判定部６５と、呈示音決定部７０と、ペア刺激制御部７５とを備えている。うるささ評価システム３００は、音刺激出力部１１と、生体信号計測部５０と、音ＤＢ７１と、結果蓄積ＤＢ８０と、うるささ評価装置３とを備えている。

うるささ評価装置３は、図９に示すうるささ評価装置１から音ＤＢ７１及び結果蓄積ＤＢ８０を除いたこと以外は同じである。うるささ評価装置３は、有線又は無線により、音ＤＢ７１及び結果蓄積ＤＢ８０と接続し、情報の送信及び受信を行う。

また、図１７に示すように、うるささ評価装置４は、変化量抽出部５５と、うるささ判定部６５と、ＵＣＬ予測部７２と、制約呈示音決定部７３と、ペア刺激制御部７５とを備えている。うるささ評価システム４００は、ＨＴＬ入力部１２と、音刺激出力部１１と、生体信号計測部５０と、音ＤＢ７１と、結果蓄積ＤＢ８０と、うるささ評価装置４とを備えている。

うるささ評価装置４は、図１６に示すうるささ評価装置２から音ＤＢ７１及び結果蓄積ＤＢ８０を除いたこと以外は同じである。うるささ評価装置４は、有線又は無線により、音ＤＢ７１及び結果蓄積ＤＢ８０と接続し、情報の送信及び受信を行う。

以上、本発明の各実施形態を説明した。

なお、本明細書においては、うるささ評価装置システム、うるささ評価装置、及びうるささ評価方法はそれぞれ、音圧評価システム、音圧評価装置、音圧評価方法とも表記する。

本発明の音圧評価装置および音圧評価装置が組み込まれたうるささ評価システムによれば、ユーザが不快に感じるほどうるさい音圧かどうかを、客観的かつ高精度に測定することができる。それによって、ユーザがうるささを感じることがなく、聞いていて疲れない補聴器フィッティングを実現できるため、全ての補聴器ユーザのフィッティングにおいて利用可能である。

１、２、３、４ うるささ評価装置
５ ユーザ
１１ 音刺激出力部
１２ ＨＴＬ入力部
５０ 生体信号計測部
５５ 事象関連電位変化量抽出部
６５ うるささ判定部
７０ 呈示音決定部
７１ 音ＤＢ
７２ ＵＣＬ予測部
７３ 制約呈示音決定部
８０ 結果蓄積ＤＢ
１００、２００、３００、４００ うるささ評価システム

Claims (20)

1. ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、
   純音のデータを複数保持している音データベースと、
   前記音データベースを参照して、呈示する音を決定する呈示音決定部と、
   前記呈示音決定部で決定された音を第１音として前記ユーザに呈示し、前記第１音を呈示してから所定の時間後に、前記第１音と少なくとも周波数及び音圧が同じ音を第２音として前記ユーザに呈示する出力部と、
   前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出する変化量抽出部と、
   前記変化量抽出部で抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧が前記ユーザにとって大きすぎるか否かを判定するうるささ判定部と
   を備えた、音圧評価システム。
2. 前記変化量抽出部は、前記変化量として、前記第２音に関するＮ１成分から得られた振幅を、前記第１音に関するＮ１成分から得られた振幅で除算した振幅比の変化量を求め、
   前記うるささ判定部は、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、前記ユーザにとってうるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、前記ユーザにとって適切な音圧であると判定する、請求項１に記載の音圧評価システム。
3. 前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、
   前記変化量抽出部は、前記ペア刺激ごとに、前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陽性成分であるＰ１成分の振幅と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陽性成分であるＰ１成分の振幅との変化量を抽出し、前記抽出した脳波信号の事象関連電位を、前記複数組の前記第１音ごと及び前記第２音ごとに加算平均し、加算平均後の前記第１音のＰ１成分の振幅値及び前記第１音のＮ１成分の振幅値の差分と、加算平均後の前記第２音のＰ１成分の振幅値及び前記第２音のＮ１成分の振幅値の差分との比を変化量として抽出する、請求項１に記載の音圧評価システム。
4. 前記変化量抽出部は、前記変化量として、前記第２音に関するＮ１成分から得られた振幅と、前記第１音に関するＮ１成分から得られた振幅との差分の変化量の絶対値を求め、
   前記うるささ判定部は、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、前記ユーザにとってうるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値より小さい場合に、前記ユーザにとって適切な音圧であると判定する、請求項１に記載の音圧評価システム。
5. 前記Ｎ１成分は、前記出力部により第１音又は第２音が呈示された時刻から、８０ｍｓ以上１３０ｍｓ以下の範囲に含まれる事象関連電位の陰性成分である、請求項１に記載の音圧評価システム。
6. 前記Ｐ１成分は、前記出力部により第１音又は第２音が呈示された時刻から、３０ｍｓ以上７０ｍｓ以下の範囲に含まれる事象関連電位の陽性成分である、請求項３に記載の音圧評価システム。
7. 前記音データベースは、前記音と、前記音を呈示するユーザの左右の耳、前記音の周波数、および前記音の音圧の少なくとも１つの音の特徴とを対応付けて保持し、
   前記変化量抽出部は、前記脳波信号の事象関連電位を、前記第１音及び前記第２音ごとに、並びに前記音の特徴ごとに、加算平均する、請求項５に記載の音圧評価システム。
8. 前記変化量抽出部は、前記第１音及び前記第２音が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、３０ｍｓ以上７０ｍｓ以下の事象関連電位の陽性のピーク値と、第１音目及び第２音目が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、８０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の陰性のピーク値との差分である、前記第１音及び第２音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅を算出し、前記第２音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅と前記第１音の事象関連電位のＰ１−Ｎ１振幅との振幅比を前記変化量とし、
   前記うるささ判定部は、前記振幅比が第１の閾値よりも小さい場合に、呈示された音は前記ユーザにとってうるさかったと判定し、前記振幅比が前記第１の閾値以上の場合には呈示された音の音圧は前記ユーザにとって適切であると判定する、請求項３に記載の音圧評価システム。
9. 前記第１の閾値は、０．５である、請求項８に記載の音圧評価システム。
10. 前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、
    前記変化量抽出部は、前記脳波信号において、前記第１音が呈示された時刻を起点とする１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の陽性成分であるＰ２成分と、前記脳波信号において、前記第２音が呈示された時刻を起点とする１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の陽性成分であるＰ２成分とを抽出し、前記抽出した脳波信号の事象関連電位を、前記第１音及び前記第２音ごとに加算平均し、前記第１音のＰ２成分の振幅値及び前記第１音のＮ１成分の振幅値の差分と、前記第２音のＰ２成分の振幅値及び前記第２音のＮ１成分の振幅値の差分との比を変化量として抽出する、請求項１に記載の音圧評価システム。
11. 前記変化量抽出部は、第１音目及び第２音目が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、８０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の陰性のピーク値と、前記第１音及び前記第２音が呈示されたそれぞれの時刻を起点とした、１６０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の事象関連電位の陽性のピーク値との差分である、前記第１音及び第２音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅を算出し、前記第２音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅と前記第１音の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅との振幅比を前記変化量とし、
    前記うるささ判定部は、前記振幅比が第２の閾値よりも小さい場合には、呈示された音は前記ユーザにとってうるさかったと判定し、前記振幅比が第２の閾値以上であった場合には、呈示された音の音圧は前記ユーザにとって適切であると判定する、請求項１０に記載の音圧評価システム。
12. 前記第２の閾値を０．５５とする、請求項１１に記載の音圧評価システム。
13. 前記出力部は、前記第１音及び前記第２音を含むペア刺激を、複数組呈示し、直前に呈示された前記第１音及び前記第２音の組と異なる周波数を有する、前記第１音及び前記第２音の組を呈示する、請求項１に記載の音圧評価システム。
14. さらに、ユーザの聴力閾値を入力する最小可聴レベル入力部と、
    前記最小可聴レベル入力部に入力された前記聴力閾値に基づいて、前記ユーザの不快レベルを予測する不快レベル予測部とをさらに備え、
    前記呈示音決定部において、前記不快レベル予測部で予測された音圧を基準に所定の範囲内から前記第１音及び第２音を決定する、請求項１に記載の音圧評価システム。
15. 複数の純音のデータを保持する音データベースを参照して、呈示する音を決定する呈示音決定部と、
    前記呈示音決定部で決定された音を第１音としてユーザに呈示し、前記第１音を呈示してから所定の時間後に、前記第１音と少なくとも周波数及び音圧が同じ音を第２音として前記ユーザに呈示する出力部と、
    生体信号計測部が計測した前記ユーザの脳波信号における、前記第１音が呈示された時刻を起点とする事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出する変化量抽出部と、
    前記変化量抽出部で抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するうるささ判定部と
    を備えた、音圧評価装置。
16. ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、
    純音のデータを複数保持している音データベースと、
    前記音データベースを参照して、呈示する音を決定する呈示音決定部と、
    前記呈示音決定部で決定された音を第１音として前記ユーザに呈示し、前記第１音を呈示してから所定の時間後に、前記第１音と少なくとも周波数及び音圧が同じ音を第２音として前記ユーザに呈示する出力部と、
    前記第１音が呈示された時刻を起点とする、−１００ミリ秒から４００ミリ秒の区間に含まれる事象関連電位と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、−１００ミリ秒から４００ミリ秒の区間に含まれる事象関連電位との変化量を抽出する変化量抽出部と、
    前記変化量抽出部で抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧が前記ユーザにとって大きすぎるか否かを判定するうるささ判定部と
    を備えた、音圧評価システム。
17. ユーザの脳波信号を計測するステップと、
    前記ユーザに呈示する音を決定するステップと、
    前記決定した音を第１音として前記ユーザに呈示し、第１音を呈示してから所定の時間後に、第１音と同じ音を第２音として前記ユーザに呈示するステップと、
    前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出するステップと、
    抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するステップと
    を包含する、音圧評価方法。
18. うるささを判定する前記ステップは、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、うるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、適切な音圧であると判定する、請求項１７に記載の音圧評価方法。
19. コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに対し、
    ユーザの脳波信号を受け取るステップと、
    前記ユーザに呈示する音を決定するステップと、
    前記決定した音を第１音として前記ユーザに呈示し、第１音を呈示してから所定の時間後に、第１音と同じ音を第２音として前記ユーザに呈示するステップと、
    前記第１音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第１音に対するＮ１成分と、前記第２音が呈示された時刻を起点とする、前記脳波信号の事象関連電位の陰性成分である、第２音に対するＮ１成分との変化量を抽出するステップと、
    抽出した変化量に基づいて、前記呈示した音の音圧に対するうるささを判定するステップと
    を実行させる、コンピュータプログラム。
20. うるささを判定する前記ステップは、前記変化量を所定の閾値と比較し、前記変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合に、うるさいと判定し、前記変化量が前記所定の閾値以上の場合に、適切な音圧であると判定する、請求項１９に記載のコンピュータプログラム。

Images