(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、
同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を前記ユーザに呈示する音刺激出力部と、
前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定する判定部と
を備えた、不快音圧推定システム。
【請求項２】
前記判定部は、前記特徴量と不快音圧の値とを予め対応付けた所定の基準を参照して、前記不快音圧を決定する、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項３】
前記音刺激群の周波数を決定する音刺激群決定部と、
前記所定の範囲内で、かつ順に減少するよう、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音の各音圧を決定する音圧決定部と
をさらに備え、
前記音刺激出力部は、前記音刺激群決定部が決定した周波数で、かつ、前記音圧決定部が決定した音圧で、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音を出力する、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項４】
前記音圧決定部は、所定の閾値よりも低い音圧で、前記音刺激群の音圧を決定する、請求項３に記載の不快音圧推定システム。
【請求項５】
前記音圧決定部は、前記ユーザの最小可聴値よりも高い音圧で、前記音刺激群の音圧を決定する、請求項３または４に記載の不快音圧推定システム。
【請求項６】
前記音刺激出力部は、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音は、５ｄＢずつ小さくなるように、または、１０ｄＢずつ小さくなるように、前記音刺激群を出力する、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項７】
前記判定部は、Ｎ１−Ｐ２振幅またはウェーブレット特徴量と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しており、前記抽出部で抽出された特徴量と前記所定の基準とを利用して線形判別を行って、前記不快音圧を判定する、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項８】
前記判定部が、Ｎ１−Ｐ２振幅と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しているときは、前記抽出部は、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量を抽出し、
前記判定部が、ウェーブレット特徴量と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しているときは、前記抽出部は、ウェーブレット係数に関する特徴量を抽出する、請求項７に記載の不快音圧推定システム。
【請求項９】
前記判定部は、左右の耳ごと、周波数ごとに、前記所定の基準を保持し、前記音刺激群の左右の耳と周波数とによって、利用する基準を切り替える、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１０】
前記抽出部は、前記第１音から第３音のそれぞれの呈示時刻から呈示した時刻３５０ｍｓ以下の区間の脳波信号のウェーブレット係数を算出し、所定の周波数幅および所定の時間幅で平均した値を特徴量とする、請求項１に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１１】
前記所定の周波数幅は５Ｈｚ以上１２．５Ｈｚ以下である、請求項１０に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１２】
前記所定の時間幅は５０ｍｓである、請求項１０に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１３】
前記ユーザが聞き取ることができる純音の最小可聴値であるＨＴＬ値が予め特定されている場合において、
前記所定の閾値は、前記ＨＴＬ値が２０ｄＢＨＬ以下の場合には９０ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が５０ｄＢＨＬ以下の場合には９５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が６５ｄＢＨＬ以下の場合には１００ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が７５ｄＢＨＬ以下の場合には１０５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が９０ｄＢＨＬ以下の場合には１１５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が９５ｄＢＨＬ以上の場合には１２０ｄＢＨＬとする、請求項４に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１４】
前記ユーザの最小可聴値を入力する入力部をさらに備えた、請求項４に記載の不快音圧推定システム。
【請求項１５】
同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群をユーザに呈示する音刺激出力部と、
生体信号計測部が計測した脳波信号のうち、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の脳波信号の事象関連電位に関する特徴量を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定する判定部と
を備えた、不快音圧推定装置。
【請求項１６】
生体信号計測部と音刺激出力部と抽出部と判定部とを備える不快音圧推定システムの作動方法であって、
前記生体信号計測部が作動して、ユーザの脳波信号を取得するステップと、
前記音刺激出力部が作動して、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を出力するステップと、
前記抽出部が作動して、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が出力されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出するステップと、
前記判定部が作動して、前記抽出部で抽出された特徴量と所定の基準とを比較するステップと
を包含する、不快音圧推定システムの作動方法。
【請求項１７】
生体信号計測部と音刺激出力部と不快音圧推定装置とを備えた不快音圧推定システムの、前記不快音圧推定装置に設けられた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、
前記生体信号計測部によって計測された、ユーザの脳波信号を取得するステップと、
同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を、前記音刺激出力部を介して前記ユーザに呈示するステップと、
前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出するステップと、
抽出する前記ステップで抽出された特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、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、本願は補聴器等において、外部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、純音に対する不快音圧を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。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、音響性の難聴を有する若年者も増加している。また、補聴器の小型化・高性能化に伴い、補聴器を利用することに対して、ユーザが有する抵抗が少なくなってきている。そのため、補聴器を利用するユーザが増加している。【０００３】
難聴を有するユーザは、特定の周波数を有する音を聞き取ることが難しい。この特定の周波数は、ユーザ毎に異なる。補聴器は、この特定周波数の音信号の振幅を増幅する。これにより、ユーザが音を聞き取りやすくする。【０００４】
補聴器は、ユーザごとの聴力低下の度合いに応じて、音を増幅する量を変更することを求められる。そのため、補聴器の利用を開始する前に、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」を行うことが必要である。【０００５】
フィッティングの目的は、補聴器の出力する音圧を、ＭＣＬ（ｍｏｓｔ  ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ  ｌｅｖｅl）にすることである。ここで、補聴器の出力する音圧とは、音として人間が知覚することができる、大気の圧力変動である。ＭＣＬとは、ユーザが快適に聞き取ることができる音圧である。補聴器は、音の周波数毎に、出力する音圧をＭＣＬすることが求められる。【０００６】
不適切なフィッティングの例として、（１）音圧の増幅量が不足している場合、または、（２）音圧の増幅量が大きすぎる場合がある。たとえば、音圧の増幅量が不足している場合、ユーザは音声が聞き分けられない。この場合には、上述の補聴器を利用する目的が達成できない。また、音圧の増幅量が大きすぎる場合、ユーザは音声の聞き分けはできるが、音声をうるさく感じる。その結果、ユーザは、補聴器を長時間使用できない。そこで、上記（１）または（２）のいずれにも該当しないように、補聴器のフィッティングを行う必要がある。特に（２）は、補聴器は、ユーザに対して、必要以上に大きい音圧を有する音声を呈示する可能性がある。その結果、大きい音圧を有する音声により、ユーザの耳を傷つける危険性があった。【０００７】
フィッティングは、大きく分けると、二つの手順を有する。フィッティングの最初の手順は、オージオグラムの測定である。「オージオグラム」とは、ユーザが聞き取ることができる純音の最小音圧である閾値（ｈｅａｒｉｎｇ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｌｅｖｅｌ：ＨＴＬ）を測定した結果である。オージオグラムは、たとえば、閾値（デシベル値）を、周波数（たとえば２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ）ごとに、プロットした図である。【０００８】
フィッティングの２つ目の手順は、音圧の増幅量の決定である。例えば、フィッティング理論と呼ばれる音の増幅量を推定するための関数を用いて、周波数ごとに、また、入力音の音圧ごとに増幅量を決定する。複数の種類のフィッティング理論がある。フィッティング理論の例であるハーフゲイン法は、各周波数の挿入利得をその周波数の閾値の半分にする。Ｂｅｒｇｅｒ法は、会話音声の周波数帯域とレベルを考慮して１０００Ｈｚから４０００Ｈｚの増幅をやや増強する。ＰＯＧＯ法は、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減じる。ＮＡＬ−Ｒ法は、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。【０００９】
また、フィッティング理論は、閾値と、ユーザが不快に感じる大きな音圧レベルであるＵＣＬ（ｕｎｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ  ｌｅｖｅｌ；以下では「不快音圧」と称する場合もある。）、及びＭＣＬの情報を活用して、音圧の増幅量を決める方法を含む。その場合には、音圧の増幅量を決める前に、ＵＣＬおよびＭＣＬの測定あるいは推定が求められる。上記（２）の問題を回避するためには、ＵＣＬを測定し、ＵＣＬを超えない範囲に増幅量を設定する必要がある。【００１０】
ＵＣＬは、オージオグラムの測定と同様に、周波数ごとに測定される。従来、主観報告を用いて、ＵＣＬを測定していた。「主観報告」とは、ユーザが音を聞いた後に、ユーザがその音に対する主観的な感想を報告することである。たとえば、オージオメータを用いて、連続音または断続音を、上昇法（段々と音圧レベルを上げる）を用いてユーザに呈示し、うるさすぎて長時間聞いていられない音圧であるか否かをユーザに報告させる。そして、ユーザが長時間聞いていられないと報告した音圧を、ＵＣＬとする（非特許文献１）。【００１１】
主観報告によるＵＣＬ測定は、ＵＣＬの基準が個人または言語表現の影響を受けて変動するため難しく、確立された手法は存在しない。そこで、脳波を用いて、客観的に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に開示の技術は、ＡＢＲ（ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｂｒａｉｎｓｔｅｍ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）と呼ばれる脳幹反応に含まれるＶ波の潜時と刺激強度との関係を用いて、ＵＣＬを推定している。音圧の増大に伴い、Ｖ波の潜時は短縮する。Ｖ波の潜時の短縮が頭打ちになった時に、ユーザが聞いていた音の音圧を特定する。特定した音圧に、定数（たとえば１５や１０）を足した音圧をＵＣＬとする。【００１２】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】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」、Ａｕｄｉｏｌｏｇｙ  Ｊａｐａｎ、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．３、Ｐ．１５２−１５６、２００９年
【非特許文献２】Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ａ．Ｒ．他、「Ｔｈｅ  ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｏｕｄｎｅｓｓ  ｄｉｓｃｏｍｆｏｒｔ  ｌｅｖｅｌ  ｕｓｉｎｇ  ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｂｒａｉｎｓｔｅｍ  ｅｖｏｋｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ」、Ｓｃａｎｄｉｎａｖｉａｎ  Ａｕｄｉｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．４、Ｐ．２１９−２２５、１９８７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した従来の技術には、ユーザをできるだけ不快な状態にさせることなく、そのユーザのＵＣＬを求めることが必要とされていた。【００１５】
本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、ユーザに強大音を呈示せずに、ユーザの不快音圧を推定することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群をユーザに呈示する音刺激出力部と、第２音、及び第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の脳波信号から、脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出する抽出部と、抽出部で抽出された特徴量に基づいて、音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定する判定部とを備えた、不快音圧推定システムを含む。【００１７】
上述の一般的かつ特定の態様は、システム、方法およびコンピュータプログラムを用いて実装され、またはシステム、方法およびコンピュータプログラムの組み合わせを用いて実現され得る。
【発明の効果】
【００１８】
発明の不快音圧推定装置によれば、ユーザに不快と感じるほどの強大音を聞かせなくても、補聴器の調整に必要なＵＣＬを推定できる。よって、補聴器調整におけるユーザの負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明者らが実施した主観報告実験における不快音圧の主観報告値を示す図である。
【図２】本願発明者らが実施した脳波実験で使用した音刺激の構成を示す図である。
【図３】国際１０−２０法の電極位置と、本願発明者らが実施した脳波実験での電極位置を示す図である。
【図４】本願発明者らが実施した脳波実験における事象関連電位の特徴データを示す図である。
【図５】本願発明者らが実施した脳波実験における事象関連電位のウェーブレット係数の例を示す図である。
【図６】本願発明者らが実施した不快音圧推定で用いた教師データの例を示す図である。
【図７】主観報告実験で得られた主観報告値と脳波実験から推定した不快音圧推定結果のばらつきを示す図である。
【図８】不快音圧推定システムの利用環境を示す図である。
【図９】実施形態１によるハードウェア構成を示す図である。
【図１０】実施形態１による不快音圧測定システムの機能ブロックの構成を示す図である。
【図１１】ＨＴＬ入力部に入力されるデータの例を示す図である。
【図１２】結果蓄積データベース（ＤＢ）における結果蓄積の例を示す図である。
【図１３】不快音圧推定システムの全体処理の概要を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態１の構成の変形例を示す図である。
【図１５】ＨＴＬから推定されるＵＣＬ値の例を示す図である。
【図１６】周波数ごとの第１音から第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅を示す図である。
【図１７】実施形態２による不快音圧測定システムの構成を示す図である。
【図１８】周波数ごとの第２音および第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅の閾値の例を示す図である。
【図１９】不快音圧測定システムの全体処理の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上述した非特許文献１および非特許文献２に開示される従来の手法では、ユーザには、不快なレベルの音圧の音刺激を呈示し、ユーザが不快な状態になった後に、その音刺激の音圧がＵＣＬであったかどうかを判定する方法がとられていた。つまり、ユーザが不快な状態になったかどうかによって、不快音圧を調べるアプローチが採られていた。このため、聴力評価を行うには、ユーザには強大な音が呈示され、それによりユーザは実際に不快な状態になる必要があった。
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による不快音圧推定システムの実施形態を説明する。
【００２２】
まず、本明細書における用語の定義を説明する。
【００２３】
「事象関連電位（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）」とは、刺激に対して発生する脳波（ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ：ＥＥＧ）の電位の変動である。
【００２４】
「音刺激」とは、聴覚刺激とも呼ばれ、ユーザに呈示された音をいう。
【００２５】
「Ｎ１成分」とは、音刺激が呈示された時刻を起点に約１００ｍｓにおいて惹起される陰性の電位である。
【００２６】
「Ｐ２成分」とは、音刺激が呈示された時刻を起点に約２００ｍｓにおいて惹起される陽性の電位である。Ｎ１成分およびＰ２成分は、事象関連電位に含まれる。
【００２７】
「潜時」とは、音声刺激が呈示された時刻を起点として陽性成分または陰性成分のピーク電位が出現するまでの時間である。
【００２８】
「陰性成分」とは、一般的には、０μＶよりも小さい電位をいう。
【００２９】
「陽性成分」とは、一般的には、０μＶよりも大きい電位をいう。
【００３０】
「不快音圧（uncomfortable loudness level：ＵＣＬ）」とは、ユーザが不快に感じる程大きい音圧である。
【００３１】
「最小可聴値（hearing threshold level：ＨＴＬ）」とは、ユーザが聞き取ることのできる最も小さい音の音圧である。単に閾値と呼ばれる場合もある。
【００３２】
「音を呈示する」とは、純音を出力することである。
【００３３】
「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。
【００３４】
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。
【００３５】
本開示は、ユーザには不快音圧ではない程度の音圧の音刺激を呈示し、その呈示音に対する脳波誘発反応を計測し、脳波誘発反応の解析結果に基づいて、そのユーザのＵＣＬを推定する。これにより、不快と感じるほどの強大音をユーザに聞かせなくても、そのユーザのＵＣＬを推定できる。
【００３６】
本発明の一態様の概要は以下のとおりである。
【００３７】
本発明の一態様である不快音圧推定システムは、ユーザの脳波信号を計測する生体信号計測部と、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を前記ユーザに呈示する音刺激出力部と、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出された特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定する判定部とを備えている。
【００３８】
ある実施形態において、前記判定部は、前記特徴量と不快音圧の値とを予め対応付けた所定の基準を参照して、前記不快音圧を決定する。
【００３９】
ある実施形態において、前記不快音圧推定システムは、前記音刺激群の周波数を決定する音刺激群決定部と、前記所定の範囲内で、かつ順に減少するよう、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音の各音圧を決定する音圧決定部とをさらに備え、前記音刺激出力部は、前記音刺激群決定部が決定した周波数で、かつ、前記音圧決定部が決定した音圧で、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音を出力する。
【００４０】
ある実施形態において、前記音圧決定部は、予め用意された不快音圧よりも低い音圧で、前記音刺激群の音圧を決定する。
【００４１】
ある実施形態において、前記音圧決定部は、前記ユーザの最小可聴値よりも高い音圧で、前記音刺激群の音圧を決定する。
【００４２】
ある実施形態において、前記音刺激出力部は、前記第１音、前記第２音、及び前記第３音は、５ｄＢずつ小さくなるように、または、１０ｄＢずつ小さくなるように、前記音刺激群を出力する。
【００４３】
ある実施形態において、前記判定部は、Ｎ１−Ｐ２振幅またはウェーブレット特徴量と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しており、前記抽出部で抽出された特徴量と前記所定の基準とを利用して線形判別を行って、前記不快音圧を判定する。
【００４４】
ある実施形態において、前記判定部が、Ｎ１−Ｐ２振幅と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しているときは、前記抽出部は、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量を抽出し、前記判定部が、ウェーブレット特徴量と不快音圧の値とを対応付けた所定の基準を保持しているときは、前記抽出部は、ウェーブレット係数に関する特徴量を抽出する。
【００４５】
ある実施形態において、前記判定部は、左右の耳ごと、周波数ごとに、前記所定の基準を保持し、前記音刺激群の左右の耳と周波数とによって、利用する基準を切り替える。
【００４６】
ある実施形態において、前記抽出部は、前記第１音から第３音のそれぞれの呈示時刻から呈示した時刻３５０ｍｓ以下の区間の脳波信号のウェーブレット係数を算出し、所定の周波数幅および所定の時間幅で平均した値を特徴量とする。
【００４７】
ある実施形態において、前記所定の周波数幅は５Ｈｚ以上１２．５Ｈｚ以下である、請求項１０に記載の不快音圧推定システム。
【００４８】
ある実施形態において、前記所定の時間幅は５０ｍｓである。
【００４９】
ある実施形態において、前記所定の閾値は、前記ＨＴＬ値が２０ｄＢＨＬ以下の場合には９０ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が５０ｄＢＨＬ以下の場合には９５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が６５ｄＢＨＬ以下の場合には１００ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が７５ｄＢＨＬ以下の場合には１０５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が９０ｄＢＨＬ以下の場合には１１５ｄＢＨＬとし、前記ＨＴＬ値が９５ｄＢＨＬ以上の場合には１２０ｄＢＨＬとする、請求項４に記載の不快音圧推定システム。
【００５０】
ある実施形態において、前記不快音圧推定システムは、前記ユーザの最小可聴値を入力する入力部をさらに備えている。
【００５１】
本発明の一態様である不快音圧推定装置は、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を前記ユーザに呈示する音刺激出力部と、前記不快音圧推定システムの生体信号計測部が計測した脳波信号のうち、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の脳波信号の事象関連電位に関する特徴量を抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出された前記特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定する判定部とを備えている。
【００５２】
本発明の一態様である不快音圧推定方法はユーザの脳波信号を計測するステップと、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を前記ユーザに呈示するステップと、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出するステップと、前記抽出部で抽出された特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定するステップとを包含する。
【００５３】
本発明の一態様であるコンピュータプログラムは、不快音圧推定システムの不快音圧推定装置に設けられた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取得するステップと、同一の周波数を有する純音であり、かつ、所定の範囲内で順に音圧が減少する第１音、第２音、及び第３音からなる音刺激群を前記ユーザに呈示するステップと、前記第２音、及び前記第３音の少なくとも一方が呈示されたそれぞれの時刻を起点として定められる所定区間の前記脳波信号から、前記脳波信号の事象関連電位のＮ１−Ｐ２振幅、またはウェーブレット係数に関する特徴量を抽出するステップと、前記抽出部で抽出された特徴量に基づいて、前記音刺激群の周波数に対する不快音圧を判定するステップとを実行させる。
【００５４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による不快音圧推定システムの各実施形態を説明する。
【００５５】
本発明による不快音圧推定システムは、ユーザが不快と感じない程度の大きさの音圧を有する呈示音を呈示することで、不快音圧を推定できる。推定手法の説明に先立ち、本願発明者らが実施した実験とその実験結果を説明する。本願発明者らが実験データから見出した、ＵＣＬ推定を可能にする事象関連電位の特性を説明する。
【００５６】
（実験概要の説明）
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不快音圧推定の実現を目指し、純音に対する不快音圧を推定するための基礎データの収集のために以下の２つの実験を実施した。
【００５７】
一つは、主観報告に基づいてＵＣＬ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。この主観報告実験で得られたＵＣＬデータを脳からの推定目標の基準データとして使用した。
【００５８】
もう一つは、音刺激に対する反応を計測する脳波計測実験である。脳波計測実験では、同一周波数の純音を５ｄＢＨＬ刻みの単調下降の音圧変化で３連発呈示し、第１音から第３音までのそれぞれの音刺激に対する事象関連電位を計測した。
【００５９】
以下、単調下降の音圧変化で音刺激を複数回連発呈示することを「デクレッシェンド刺激」とも表記する。この音刺激呈示に対する事象関連電位を取得して、ＵＣＬ値の推定のデータとした。
【００６０】
その結果、本願発明者らは、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧のデクレッシェンド刺激を呈示した場合にも、第１音から第３音に対する事象関連電位のウェーブレット変換により算出したウェーブレット係数の変化パターンを線形判別することで、主観報告のＵＣＬを推定できることを見出した。
【００６１】
ここで、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧とは、ＨＴＬ値によって変動するものとする。たとえば、Pascoeの研究成果 （Pascoe, D.P. (1988). （Clinical measurements of the auditory dynamic range and their relation to formulas for hearing aid gain. In 1ensen. H. 1. (Ed.) Hearing Aid Fitting: Theoretical and Practical Views 13th Danavox Symposium. Copenhagen: Stougaard.））に基づき、図１５に示したＨＴＬ値ごとの推定ＵＣＬ値よりも少なくとも５ｄＢ以上低い値を、上述した「低い音圧」とする。
【００６２】
なお、音刺激に対する事象関連電位が生起するのは、音刺激の音圧がＨＴＬよりも高い場合である。すなわち、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲とは、ＨＴＬよりも高い音圧の範囲とする。本手法により、強大音を呈示しなくても短時間かつ高精度なＵＣＬ推定が可能になる。
【００６３】
以下、本願発明者らが実施した実験とその結果、そして分析により明らかになった脳波の特徴を詳述する。その後、本開示にかかる実施形態として不快音圧推定システムの概要および、その構成と動作を説明する。
【００６４】
（実験条件の説明）
２．ＵＣＬ主観報告実験および脳波計測実験
２−１．ＵＣＬ主観報告実験
実験参加者は、正常な聴力を有する社会人１５名（２８歳から４９歳）であった。
【００６５】
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断続音を上昇法で呈示し、うるさすぎて不快に感じる音圧を実験参加者に報告させ、その音圧をＵＣＬとした。本願発明者らは、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。実験参加者に音圧を予測させないために、実験開始の音圧を６０、６５、７０ｄＢからランダムに決定した。断続音の音圧は５ｄＢずつ上昇させた。うるさすぎて不快に感じる音圧は、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、その音圧を主観ＵＣＬ値として記録した。
【００６６】
以下、主観報告実験の結果を述べる。
【００６７】
全ての参加者が健聴者であった。しかしながら、主観報告実験の結果は、個人ごとに大きく異なった。たとえば同一周波数において最大で４０ｄＢの差異があった。
【００６８】
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測定は難しいといえる。
【００６９】
図１は、主観報告によって測定した個人ごとのＵＣＬ測定結果である。図１には、２回の測定結果の平均値を示した。音圧の単位は、ｄＢＨＬである。図１中に示した左右耳ごと、周波数ごとの標準偏差からも分かるように、主観ＵＣＬ値はある程度ばらついていることが分かる。個人ごとのばらつきが大きいことが分かる。
【００７０】
２−２．脳波計測実験
脳波実験では、３つの周波数（１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ）について、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い３つの音圧（８０、７５、７０ｄＢＨＬ）の音刺激が呈示された。３つの音圧は単調下降させた。そして、音刺激ごとの事象関連電位の特徴変化を調べた。以下、図２、図３、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。
【００７１】
実験参加者は、主観報告実験と同じ、正常な聴力を有する社会人１５名（２８〜４９歳）であった。
【００７２】
本願発明者らは、音刺激として、持続時間５０ｍｓのトーンバースト音を用いた。音刺激の立ち上がり（ｒｉｓｅ）および下がり（ｆａｌｌ）は３ｍｓとした。３種類の周波数（１０００、２０００、４０００Ｈｚ）のそれぞれについて、３種類（８０、７５、７０ｄＢＨＬ）の音圧の音刺激を用いて、左右耳ごと、周波数ごとの音圧変化に対する事象関連電位の特徴量の変化を調べた。同一の周波数である複数の音刺激を、「音刺激群」と称する。
【００７３】
音刺激群に含まれる音刺激は、所定間隔をあけて、同じ耳に呈示された。音刺激は、ヘッドフォンを用いて片耳ずつ呈示された。
【００７４】
図２は、脳波計測実験で呈示した音刺激の概要を示す。
【００７５】
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。同一周波数の音刺激群内の音刺激の間隔（図２中ではＩＳＩ１）は３００ｍｓに固定した。また、音刺激群間の間隔（図２中ではＩＳＩ２）は、４５０±１００ｍｓの範囲でランダムに決定した。左右耳ごと、周波数ごとの音刺激群をそれぞれ３０回繰り返した（音刺激群としては計１８０回の繰り返し）。
【００７６】
同じ音刺激群の連続呈示による聴覚誘発電位の慣れ（ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ）を低減するために、本願発明者らは、音刺激群の周波数および呈示耳を次の制約で決定した。
・直前の音刺激群とは異なる周波数とする。
・音刺激群を呈示する耳は左右でランダムとする。ただし、左右の耳への刺激のランダム性を確保するために、左右どちらかの耳への音刺激群を４回以上連続させない。
【００７７】
次に、脳波を計測するために装着される電極の位置を説明する。図３（ａ）は、国際１０−２０法（１０−２０  Ｓｙｓｔｅｍ）の電極位置を示す。図３（ｂ）は本実験で電極を装着した電極配置を示す。図３（ｂ）の丸付き数字１、２および３は、電極位置のＣ３、ＣｚおよびＣ４をそれぞれ示す。本願発明者らは、頭皮上のＣ３、Ｃｚ、Ｃ４（国際１０−２０法）から、右マストイドを基準に脳波を記録した。「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３（ｂ）には、マストイドの位置が「Ｒｅｆ」によって示されている。
【００７８】
サンプリング周波数は１０００Ｈｚ、時定数は０．３秒とし、３０Ｈｚのアナログローパスフィルタをかけた。オフラインで計測した脳波データの全時間帯について、５−２０Ｈｚのディジタルバンドパスフィルタをかけた。その後で、左右耳ごと、周波数ごと、音圧ごとの音刺激に対する事象関連電位として、それぞれの音刺激を起点に、−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。
【００７９】
また、音刺激ごとに、事象関連電位の０ｍｓ以上３００ｍｓ以下の範囲の脳波波形に対して、連続ウェーブレット変換を実施し、時間ごと、周波数ごとのウェーブレット係数を求めた。マザーウェーブレットとして、メキシカンハット関数 （ψ（ｔ）＝（１ｔ＾２）ｅｘｐ（ｔ＾２／２）） を用いた。
【００８０】
事象関連電位の波形およびウェーブレット係数は、個人ごと、左右耳ごと、周波数ごと、第１音から第３音までの音刺激ごとに加算平均した。それぞれ加算平均波形、加算平均ウェーブレット係数と呼ぶ。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、眼球運動や瞬目によるノイズの影響を含むことが想定されるため、総加算平均および加算平均から除外した。
【００８１】
そして不快音圧の指標となりうる事象関連電位の特徴量として、加算平均ウェーブレット係数の５Ｈｚから１２．５Ｈｚの周波数幅かつ、５０ｍｓごとの時間幅の平均値（以下では、ウェーブレット特徴量とよぶ）を求めた。
【００８２】
２−３．結果
以下、脳波計測実験の結果を説明する。
【００８３】
まず、音圧変化に対する事象関連電位に、不快音圧推定の指標が含まれることを確認するために、主観ＵＣＬ値に基づいて加算平均した事象関連電位を比較した。事象関連電位から不快音圧を推定するためには、参加者ごとの主観ＵＣＬ値を反映する事象関連電位の差の存在が必須である。
【００８４】
ここで、上述のように主観ＵＣＬ値は、強大音に対するパーソナリティが異なることから、参加者ごとのばらつきを持った指標である。そのため、主観ＵＣＬ値を反映した特徴量の有無を、個人ごとのデータから特定することは難しい。そこで、そのばらつきを低減するために、主観ＵＣＬ値が大きかった場合と小さかった場合の２つに分けて事象関連電位を加算平均し、比較を行った。具体的には、参加者ごと、周波数ごとの主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きかった場合と、９５ｄＢＨＬ以下であった場合に分けて加算平均を実施した。なお、９５ｄＢＨＬは、主観報告実験で得られた全参加者の主観ＵＣＬ値の中央付近の値であり、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬより大きい場合と、９５ｄＢＨＬ以下の場合はほぼ同数であった。
【００８５】
図４は、主観ＵＣＬ値ごとの脳波の総加算平均波形を示す。加算対象の脳波波形は、中心部（Ｃｚ）における、音刺激群の第１音呈示前１００ｍｓから第３音呈示後４００ｍｓに計測された。主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合を太線で、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬ以下の場合を細線でそれぞれ示した。横軸は時間で単位はｍｓ、縦軸は電位で単位はμＶである。横軸の０ｍｓは、第１音呈示時刻である。
【００８６】
矢印で示したそれぞれの音刺激呈示タイミングを起点に、約１００ｍｓに陰性のＮ１成分が、約２００ｍｓに陽性のＰ２成分が惹起されている様子が見てとれる。また、主観ＵＣＬ値が高い場合と低い場合で、第２音呈示以降の事象関連電位に差があらわれていることも分かる。具体的には、太線で示される、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合に、主観ＵＣＬが９５ｄＢＨＬ以下の場合と比べてＮ１−Ｐ２振幅が大きかった。これは、第２音目以降の事象関連電位の差を指標に、ＵＣＬを推定できる可能性があることを示唆している。
【００８７】
ここで、Ｎ１−Ｐ２振幅とは、Ｎ１成分の陰性の振幅とＰ２成分の陽性の振幅の差の絶対値を表している。
【００８８】
図１６は、主観ＵＣＬ値の大小とＮ１−Ｐ２振幅との関係を示している。図１６には、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合と、９５ｄＢＨＬ以下の場合における、第１音から第３音に対する周波数ごとのＮ１−Ｐ２振幅が示されている。Ｎ１−Ｐ２振幅は、Ｎ１振幅とＰ２振幅の差の絶対値として求められている。
【００８９】
Ｎ１振幅は、第１音から第３音のそれぞれの音刺激呈示後９０ｍｓ以上１１０ｍｓ以下の区間平均電位とした。Ｐ２振幅は、同様に音刺激呈示後１９０ｍｓ以上２１０ｍｓ以下における区間平均電位とした。
【００９０】
主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合の第１音から第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅はそれぞれ、１０００Ｈｚにおいて４．２４μＶ、２．５１μＶ、１．４５μＶであった。また、Ｎ１−Ｐ２振幅は、２０００Ｈｚにおいて２．９９μＶ、１．４５μＶ、１．００μＶであった。また、Ｎ１−Ｐ２振幅は、４０００Ｈｚにおいて２．２８μＶ、１．４０μＶ、０．７８μＶであった。
【００９１】
また、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬ以下の場合の第１音から第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅はそれぞれ、１０００Ｈｚにおいて、４．２４μＶ、１．９５μＶ、０．９９μＶ、２０００Ｈｚにおいて２．９５μＶ、１．１１μＶ、０．８８μＶ、４０００Ｈｚにおいて１．８４μＶ、１．３３μＶ、０．６３μＶであった。いずれの周波数においても、第２音・第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅は、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合に、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬ以下の場合と比べて大きかった。これは、音圧変化に対する事象関連電位は、主観ＵＣＬ値の違いによって少なくともＮ１−Ｐ２振幅が異なることを示している。
【００９２】
次に、本願発明者らは、主観ＵＣＬ値とウェーブレット特徴量との関係を調べた。そして、その特徴量変化を用いた不快音圧推定の精度を明らかにするために、判別分析を実施した。
【００９３】
図５は、条件ごと、主観ＵＣＬ値ごとの第１音から第３音に対するウェーブレット特徴量を示す。図５には、結果の一例として、２０１ｍｓから２５０ｍｓの時間帯のウェーブレット特徴量が示されている。なお、上記時間帯は、音刺激を呈示する度にその呈示時刻から起算された時区間を示している。第１音（８０ｄＢＨＬ）に対するウェーブレット特徴量の差は小さいが、第２音（７５ｄＢＨＬ）および第３音（７０ｄＢＨＬ）に対するウェーブレット特徴量は、主観ＵＣＬ値によって異なっていることが分かる。具体的には、第２音・第３音に対するウェーブレット特徴量は、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きい場合に、主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬ以下の場合と比べて大きかった。これは、音圧変化に対する事象関連電位は、主観ＵＣＬ値の違いによってウェーブレット特徴量が異なることを示している。
【００９４】
事象関連電位の特徴量変化を用いた不快音圧推定の精度を調べるために、本願発明者らは判別分析を実施した。判別分析の手法として、線形判別を用いた。線形判別は、音圧ごとの事象関連電位のウェーブレット特徴量を、上記主観報告実験で得られた左右耳ごと、周波数ごとの主観ＵＣＬ値で教師づけして実施した。ＵＣＬ推定に適した特徴量を探索するために、特徴量を単独あるいは組合せて、主観ＵＣＬ値との誤差をそれぞれの特徴量組合せ数ごとに比較した。
【００９５】
以下、線形判別で用いるデータおよび、実施した線形判別処理を説明する。図６は、不快音圧推定で用いたデータの例を示した。図６中の主観ＵＣＬ値は、主観報告実験により測定した、参加者ごと、左右耳ごと、周波数ごとのＵＣＬ値である。図６中の第１音から第３音の列は、音刺激群の第１音から第３音に対する事象関連電位の、音刺激呈示後２０１ｍｓから２５０ｍｓのウェーブレット特徴量である。これら音刺激群ごとの特徴量を、主観ＵＣＬ値で教師づけして、線形判別を実施した。
【００９６】
本願発明者らは、参加者ごとの音刺激群に対する事象関連電位の特徴量である線形判別対象データに対して、他者の事象関連電位の特徴量から作成した教師データを用いて線形判別を実施した。また本願発明者らは、他者の事象関連電位の特徴量から、条件ごと、左右耳ごと、周波数ごとに教師データを作成した。
【００９７】
たとえば、線形判別対象データを参加者０１の右耳１０００Ｈｚとした場合、教師データは参加者０１以外の参加者のデータの右耳１０００Ｈｚの主観ＵＣＬ値と事象関連電位の特徴量から作成した。特徴量として、上述のウェーブレット特徴量（時間幅５０ｍｓ）を用いた。
【００９８】
不快音圧推定の可能性を探索するために、特徴量を複数組合せて用いる場合には、線形判別対象データと教師データのいずれにおいても、特徴量を列方向に追加した。たとえば１５１ｍｓから２００ｍｓのウェーブレット特徴量と２０１ｍｓから２５０ｍｓのウェーブレット特徴量を組合せる場合には、１列目から３列目を前者の第１音から第３音に対する特徴量、４列目から６列目を後者の第１音から第３音に対する特徴量とした。主観ＵＣＬ値と、不快音圧推定結果の差の絶対値を推定誤差とし、すべての参加者の左右および全周波数の推定誤差を平均した、平均推定誤差を用いて推定精度を測定した。
【００９９】
図７は、線形判別結果の例として、特徴量組合せ数が５の場合の、主観ＵＣＬ値と線形判別による不快音圧推定結果の分布を条件ごとに示す。分析は条件ごと、左右耳ごと、周波数ごとに実施したが、図７では左右耳ごと、周波数ごとに得られた結果をまとめて示した。図７中のスケールに示したように、横軸は主観ＵＣＬ値で単位はｄＢＨＬ、縦軸は不快音圧推定値で単位はｄＢＨＬである。主観ＵＣＬ値に対する、不快音圧推定結果を○印で格子点上に示した。推定結果の度数分布を○印の大きさで示した。平均推定誤差は、５．２ｄＢであった。この結果から、ある程度ばらつきはあるが主観ＵＣＬ値と相関のある不快音圧を推定できていることが分かる。
【０１００】
なお、ウェーブレット特徴量だけでなく、Ｐ１−Ｎ１振幅とＮ１−Ｐ２振幅の情報を加えて判別分析を実施してもよい。なお、教師データは、左右耳および周波数によらず作成してもよい。
【０１０１】
以上、本願発明者らが実施した主観報告実験および脳波計測実験により、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧の範囲において、同一周波数の純音を単調下降の音圧変化で３回連発呈示した場合に、第１音から第３音までのそれぞれの音刺激に対する脳波のウェーブレット係数に関する特徴量を用いて不快音圧を推定可能であることが明らかとなった。
【０１０２】
（実施形態１）
以下では、まず、不快音圧推定システムの概要を説明する。その後、不快音圧推定装置を含む不快音圧推定システムの構成および動作を説明する。
【０１０３】
本実施形態による不快音圧推定システムは、ＨＴＬよりも高くかつ一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲において、同一周波数の純音を単調下降の音圧変化で３回連発呈示し、第１音から第３音までのそれぞれの音刺激に対する脳波の特徴量を抽出し、その特徴量の変化パターンから不快音圧を測定する。
【０１０４】
本実施形態においては、探査電極を中心部（Ｃｚ）に設け、基準電極を右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している。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や、基準電極および探査電極の設定位置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、不快音圧の測定を行うことが可能である。そのような改変例は、本開示の範疇である。
【０１０５】
＜利用環境＞
図８は、本実施形態による不快音圧推定システム１００の構成および利用環境を示す。この不快音圧推定システム１００（以下、「推定システム１００」と記述する。）は、後述する図１０に示す実施形態１のシステム構成に対応している。
【０１０６】
推定システム１００は、不快音圧推定装置１と、音刺激出力部１０と、生体信号計測部５０と、ＨＴＬ入力部９０とを備えている。
【０１０７】
音刺激出力部１０は、たとえばユーザ５に、音刺激を出力するヘッドフォン、スピーカである。。
【０１０８】
生体信号計測部５０は、ユーザの生体信号を計測する計測器である。本開示においては、生体信号計測部５０の一例は脳波計である。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。例えば、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。生体信号計測部５０は、電極Ａと電極Ｂとの電位差に対応するユーザ５の脳波を計測し、脳波信号を出力する。
【０１０９】
ＨＴＬ入力部９０は、あらかじめ測定したユーザごとのＨＴＬ値を受け付ける入力装置である。ＨＴＬ入力部９０は、ユーザあるいは評価者から、左右ごと、周波数ごとのＨＴＬ値の入力を受ける。入力されたＨＴＬ値は、不快音圧推定装置１に送られる。図８には、ＨＴＬ入力部９０が不快音圧推定装置１とは別に設けた場合の例を示した。
【０１１０】
ＨＴＬ入力部９０は、ＨＴＬ値の入力受付ができれば、たとえばタブレット端末でもよい。その場合、不快音圧推定装置１と有線あるいは無線でつながり、入力されたＨＴＬ値のやりとりを行う。また、ＨＴＬ入力部９０は、不快音圧推定装置１が組み込まれたヘッドフォン内に設けてもよい。
【０１１１】
推定システム１００は、ＨＴＬよりも高く、かつ、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲において単調下降の音圧変化で、ある周波数の音刺激群（第１音から第３音）を決定する。そして推定システム１００は、第１音から第３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）のウェーブレット係数を特徴量として抽出する。そして推定システム１００は、第１音から第３音に対する特徴量の変化パターンから、そのユーザにとっての不快音圧を推定する。それぞれの構成および処理の詳細は、後述する。
【０１１２】
図８に示す不快音圧推定装置１（以下「推定装置１」と記述する。）の筐体内には、生体信号計測部５０および音刺激出力部１０が設けられている。しかしながら不快音圧推定装置１は、生体信号計測部５０および音刺激出力部１０を、別筐体に備えてもよい。その場合には、生体信号計測部５０は、計測した脳波信号を、無線または有線で接続されている不快音圧推定装置１に送信する。
【０１１３】
不快音圧推定装置１は、不快音圧推定のための音刺激の左右耳、周波数、音圧、タイミングを決定する。決定した音刺激を生成して、音刺激出力部１０は、不快音圧推定装置１が決定した音刺激をユーザ５に音刺激を呈示する。
【０１１４】
また、第１音から第３音の音刺激を起点に切り出した事象関連電位から、不快音圧を推定するための特徴量を抽出し、音圧変化に対する特徴量変化のパターンに基づいて、左右耳ごと、周波数ごとの不快音圧を判定する。
【０１１５】
＜不快音圧推定装置１のハードウェア構成＞
図９は、本実施形態による不快音圧推定装置１のハードウェア構成を示す。不快音圧推定装置１は、ＣＰＵ３０と、メモリ３１と、オーディオコントローラ３２とを備えている。ＣＰＵ３０と、メモリ３１と、オーディオコントローラ３２とは、互いにバス３４で接続されており、相互にデータの授受が可能である。
【０１１６】
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。不快音圧推定装置１は、このコンピュータプログラム３５にしたがって、音刺激の生成、事象関連電位の特徴量抽出、不快音圧判定の判別分析等の、推定システム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。
【０１１７】
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１０を介して出力する。
【０１１８】
なお、不快音圧推定装置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。
【０１１９】
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９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、本実施形態による不快音圧推定装置１として機能し得る。
【０１２０】
図１０は、本実施形態による推定システム１００の機能ブロックの構成を示す。推定システム１００は、音刺激出力部１０と、生体信号計測部５０と、ＨＴＬ入力部９０と、不快音圧推定装置１とを備えている。推定システム１００の各構成要素は、有線又は無線で接続されている。たとえば推定装置１は、音刺激出力部１０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。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。
【０１２１】
不快音圧推定装置１は、事象関連電位特徴量抽出部５５と、不快音圧判定部６５と、音刺激群決定部７０と、音刺激音圧決定部７１と、音刺激生成部７５と、結果蓄積ＤＢ８０とを備えている。以下では、事象関連電位特徴量抽出部は「抽出部」と記述し、不快音圧判定部を「判定部」と記述し、音刺激音圧決定部を「音圧決定部」と記述する。
【０１２２】
なお、図８および１０では、不快音圧推定装置１は音刺激出力部１０を含んでいない。しかしながらこの構成は一例である。たとえば、少なくとも音刺激出力部１０と、抽出部５５と、判定部６５とを備えた不快音圧推定装置１を設けてもよい。これらの構成要素を１つの筐体内に収め、１台の不快音圧推定装置として動作させることが可能である。
【０１２３】
不快音圧推定装置１の各機能ブロックは、それぞれ、図９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。
【０１２４】
以下、推定システム１００の各構成要素を説明する。
【０１２５】
ＨＴＬ入力部９０は、ユーザの左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値の入力を受け付ける。ＨＴＬ入力部９０に入力されるＨＴＬ値の例を図１１に示す。図１１は、オージオメーターで測定した、左右耳ごとの２５０Ｈｚから４０００ＨｚまでのＨＴＬ値である。ＨＴＬ値は、たとえばオージオメーターに合わせてｄＢＨＬ単位とする。ＨＴＬ入力部９０は、入力されたＨＴＬ値を推定装置１に送られる。なお、片耳のみの測定をする場合には、ＨＴＬ入力部９０は、どちらかのＨＴＬ値のみのデータの入力を受け付け、送ってもよい。
【０１２６】
＜音刺激群決定部７０＞
音刺激群決定部７０は、ユーザ５に呈示する複数の音刺激の情報を決定する。音刺激群の情報は、音刺激を呈示する耳（右耳または左耳）、呈示する音刺激の周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間、複数の音刺激間の間隔を含む。
【０１２７】
音刺激群決定部７０は、音刺激群の呈示耳および周波数を、たとえば次の制約に基づいてランダムに決定してもよい。
・直前の音刺激群と同じ周波数の音刺激は選択しない。
・左右耳はランダムな順序で選択することが好ましい。ただし、左右どちらか一方の耳のみに、音刺激群の呈示を４回以上連続させないことが好ましい。
【０１２８】
上述のようにすることで、同一耳、周波数の音刺激群の連続呈示による脳波の慣れ（ｈａｂｉｔｕａｔｉｏｎ）の影響が低減され、高精度な不快音圧推定が実現できる。音刺激の持続時間は、聴覚誘発電位が安定して惹起されるよう、たとえば２５ｍｓ以上に設定すればよい。また、刺激間間隔は、音刺激の持続時間以上で１秒以下の時間に設定する。たとえば、３００ｍｓとしてもよいし、２００ｍｓとしてもよい。
【０１２９】
＜音刺激音圧決定部７１（音圧決定部７１）＞
音圧決定部７１は、音刺激群決定部７０から音刺激群の呈示耳（右耳または左耳）・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔の情報を受け取る。また、音圧決定部７１は、ＨＴＬ入力部９０から左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値の情報を受け取る。第１音、第２音、及び第３音は、少なくとも周波数が同じであればよい。周波数が同じとは、人間が聞き分けられる周波数より小さい差を有する音を含む。本明細書において、例えば、５Ｈｚ以下の差は、同じ周波数であるとみなす。
【０１３０】
音圧決定部７１は、音刺激群内の第１音から第３音の音圧を、ＨＴＬ入力部９０から受け取ったＨＴＬ値よりも高く、かつ、所定の閾値よりも低い音圧範囲で決定する。第１音から第３音の音圧は、順に音圧が減少する値を決定する  ここで、「所定の閾値」とは、例えば、一般的にＵＣＬと評価される音圧である。つまり、ユーザ５が快適に聞くことができる音圧範囲において、第１音から第３音の音圧を決定する。音圧決定部７１は、予め所定の閾値を保持する。
【０１３１】
たとえば、ある周波数におけるＨＴＬ値が５０ｄＢＨＬであり、所定の音圧が９０ｄＢＨＬの場合を考える。このとき、音圧決定部７１は、第１音の音圧を８０ｄＢＨＬ、第２音の音圧を７５ｄＢＨＬ、第３音の音圧を７０ｄＢＨＬと決定してもよい。
【０１３２】
また、音圧決定部７１は、所定の閾値より大きい音圧を決定しないようにしても良い。音圧決定部７１は、例えば、予め決定できる音圧の範囲を所定の閾値以下にする。
【０１３３】
＜音刺激生成部７５＞
音刺激生成部７５は、音圧決定部７１から受けた、音刺激群の呈示耳・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔・音圧の情報に基づいて、音刺激データまたは音声信号を生成する。各音刺激は、たとえば立ち上がり、立下り３ｍｓのトーンバースト音とする。
【０１３４】
音刺激生成部７５は、所定の刺激間間隔をあけて音刺激群を音刺激出力部１０に送り、音刺激出力部１０を介してユーザに音刺激を出力する。そのタイミングで音刺激生成部７５は、生体信号計測部５０にトリガ信号を出力する。なお、音刺激生成部７５は、トリガ信号の出力を行わず、音刺激出力部１０に生成した音刺激データを送るだけでも良い。
【０１３５】
音刺激データは、たとえば、一つ音刺激群に対して、所定の時間間隔で音圧変化のある複数の音刺激を含む音刺激データを一つ作成してもよい。その場合、生体信号計測部５０に送るトリガ信号は、第１音の呈示タイミングだけでもよい。
【０１３６】
なお、音刺激生成部７５は入力部で構成されても良い。ユーザ５又はユーザ５の聴力検査者が入力部により入力した情報を、聴覚刺激の情報としても良い。すなわち、本推定システム２００では、聴覚刺激を内部で生成するのではなく、外部から受け取ることも可能である。
【０１３７】
＜音刺激出力部１０＞
音刺激出力部１０は、音刺激生成部７５と有線または無線で接続されている。音刺激出力部１０は、音刺激生成部７５で生成された音刺激データを再生し、ユーザ５に呈示する。音刺激出力部１０は、左右それぞれの耳に音刺激生成部７５で生成された音刺激を正しく出力することが好ましい。たとえば、周波数特性に歪みのないヘッドフォンとしてもよい。音刺激出力部１０は、出力部とも表記する。音刺激出力部１０は、ユーザ５への音刺激の呈示をトリガとして当該音刺激を呈示した時刻の情報を、抽出部５５に送っても良い。
【０１３８】
＜生体信号計測部５０＞
生体信号計測部５０は、ユーザ５の生体信号を計測する。ユーザ５に、少なくとも探査電極及び基準電極を装着させておく。生体信号計測部５０は、生体信号として、探査電極及び基準電極の電位差に相当する脳波信号を計測する。脳波信号に対して、適切な遮断周波数の周波数フィルタリングを行っても良い。そして周波数フィルタリングを行った脳波信号から事象関連電位を切り出してもよい。生体信号計測部５０は、計測した脳波又はフィルタリングした脳波信号を抽出部５５に送る。以下、計測した脳波信号又はフィルタリングした脳波信号を、脳波データとも表記する。
【０１３９】
例えば生体信号計測部５０は、脳波データに対して、適切な遮断周波数の周波数フィルタリングを行い、音刺激生成部７５から受けたトリガを起点に、所定区間（たとえば第１音呈示前１００ｍｓから第３音呈示後４００ｍｓの区間）の事象関連電位を切り出し、その波形データを抽出部５５に送る。
【０１４０】
事象関連電位は、刺激に対して発生する脳波の電位の変動である。事象関連電位は、（１）電位の極性（正又は負）、（２）潜時（刺激発生から電位変動が生じるまでの時間）、（３）電位の振幅の大きさ等に応じて、事象関連電位の種類が異なる。種類が異なる信号は、それぞれユーザ５に関する異なる情報を含む。
【０１４１】
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は、たとえば５Ｈｚから１５Ｈｚまでを通過させるように遮断周波数を設定してもよい。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。
【０１４２】
＜事象関連電位特徴量抽出部５５（抽出部５５）＞
抽出部５５は、音圧決定部７１から受けた音刺激の内容に応じて、生体信号計測部５０から受け取った、事象関連電位の波形データを取得し、第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量をそれぞれ算出する。
【０１４３】
抽出部５５は、算出した特徴量と、音刺激の情報（左右耳、周波数、音圧等）を、判定部６５に送る。ウェーブレット係数に関する特徴量は、たとえば周波数軸および時間軸それぞれに関して所定範囲のウェーブレット係数の平均を計算した値としてもよい。たとえば、周波数軸では５Ｈｚから１５Ｈｚ、時間軸では５０ｍｓの時間幅で平均をしてもよい。
【０１４４】
さらに、例えば、特徴量算出のための事象関連電位のＰ２成分として、聴覚刺激の時刻から聴覚刺激の後３００ｍｓ以下の時間範囲の生体信号を用いても良い。特徴量算出のために平均する周波数軸および時間軸の幅は、不快音圧を推定できる範囲において、５Ｈｚから１５Ｈｚ、５０ｍｓごとよりも細かくしてもよいし、粗くしてもよい。
【０１４５】
または、例えば、特徴量算出のための事象関連電位のＮ１成分として、聴覚刺激の呈示後、５０ｍｓ以上１５０ｍｓ以下の時間範囲の陰性成分の生体信号を用いてもよい。例えば、特徴量算出のための事象関連電位のＰ２成分の事象関連電位は、聴覚刺激の後、１５０ｍｓ以上２５０ｍｓ以下の時間範囲の陽性成分の生体信号としても良い。
【０１４６】
＜不快音圧判定部６５（判定部６５）＞
判定部６５は、抽出部５５が抽出した第１音、第２音、及び第３音の音刺激ごとの特徴量（たとえばウェーブレット係数）と、特徴量と不快音圧の値とを予め対応付けた所定の基準を参照して、ユーザ５の不快音圧を決定する。
【０１４７】
具体的には、判定部６５は、抽出部５５から受けた、音刺激ごとの特徴量（たとえば第１音から第３音それぞれのウェーブレット係数に関する特徴量）に対して不快音圧を判定する。判定部６５では、あらかじめ用意したウェーブレット特徴量と所定の基準とを利用して、線形判別を実施する。
【０１４８】
「所定の基準」とは、予め特徴量と不快音圧の値とを対応付けた情報を意味する。「所定の基準」は、たとえばウェーブレット特徴量と不快音圧の値とを対応付けた表であっても良いし、所定の式（関数）であっても良い。判定部６５は、所定の基準を予め保持する。
【０１４９】
上述した「所定の基準」とは、例えば、主観ＵＣＬ値の教師データである。教師データは、少なくとも２人以上の他者に対して、あらかじめ上述の主観報告実験および脳波計測実験を実施し測定した主観ＵＣＬ値とウェーブレット特徴量から生成することができる。
【０１５０】
ここで、教師データを生成する際の脳波計測実験の音圧および音刺激数に関する音刺激条件は、音刺激として連発音を呈示した場合には、音圧決定部７１で決定した刺激音圧の変化パターンと同一である必要がある。教師データの保持方法は、たとえば図６のように、左右耳ごと、周波数ごととしてもよい。その場合、抽出部５５から受けた音情報（たとえば音刺激を呈示する耳の左右や音刺激の周波数の情報）に基づいて、不快音圧推定に用いる教師データを、測定対象の左右耳および周波数と、教師データの左右耳および周波数が一致するように切り替えて用いてもよい。また、教師データは、ユーザの難聴の症状に合わせて切り替えてもよい。たとえば伝音性難聴と感音性難聴のような大きな分類でそれぞれ教師データを用意し、切り替えてもよい。また、低音漸傾型や高音漸傾型などのオージオグラムのパターンごとに教師データを用意し、切り替えてもよい。判定部６５は、判定した不快音圧を結果蓄積データベース（ＤＢ）８０に送る。
【０１５１】
＜結果蓄積データベース（ＤＢ）８０＞
結果蓄積ＤＢ８０は、判定部６５から受けた不快音圧を、音刺激群決定部７０から受けた音刺激群の情報である、左右耳、周波数ごとに保存する。図１２は、結果蓄積ＤＢ８０におけるデータ蓄積の例である。図１２では、左右耳ごと、周波数ごとの不快音圧を蓄積する場合を例示している。なお、図１２では３種類の周波数に対応する不快音圧が示されているが、これは一例である。図１１に示されるように、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚに対応する不快音圧が含まれていてもよい。
【０１５２】
＜推定システム１００の処理＞
次に、図１３を参照しながら図１０の推定システム１００において行われる処理手順を説明する。図１３は、推定システム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。
【０１５３】
ステップＳ１０１において、ＨＴＬ入力部９０は、ユーザまたは評価者からユーザの左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値の入力を受け付け、その情報を音圧決定部７１に送る。
【０１５４】
ステップＳ１０２において、音刺激群決定部７０は、音刺激群の呈示耳・周波数と、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔を決定する。音刺激群の呈示耳および周波数は、たとえば次の制約に基づいてランダム決定してもよい。
・直前の音刺激群と同じ周波数の音刺激は選択しない。
・左右耳はランダムな順序で選択する。ただし、左右どちらか一方の耳への音刺激群の呈示を４回以上連続させない。
【０１５５】
音刺激の持続時間は、聴覚誘発電位が安定して惹起されるよう、たとえば２５ｍｓ以上に設定される。また、刺激間間隔は、音刺激の持続時間以上で１秒以下の時間に設定される。たとえば、３００ｍｓとしてもよいし、２００ｍｓとしてもよい。音刺激群決定部７０は、決定した音刺激群の呈示耳・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔の情報を音圧決定部７１に送る。
【０１５６】
ステップＳ１０３において、音圧決定部７１は、音刺激群決定部７０から音刺激群の呈示耳・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔の情報を受け取る。また音圧決定部７１は、ＨＴＬ入力部９０から、ユーザの左右耳ごと、周波数ごとのＨＴＬ値を受け取る。そして、音圧決定部７１は、音刺激群内の第１音から第３音の音圧を、ＨＴＬよりも高くかつ一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲において、単調下降の音圧変化になるよう、音圧を決定する。たとえば、ある周波数におけるＨＴＬ値が５０ｄＢＨＬであった場合には、第１音の音圧を８０ｄＢＨＬ、第２音の音圧を７５ｄＢＨＬ、第３音の音圧を７０ｄＢＨＬと決定してもよい。また、第１音の音圧を８０ｄＢＨＬ、第２音の音圧を７０ｄＢＨＬ、第３音の音圧を６０ｄＢＨＬとしてもよい。音圧決定部７１は、決定した音刺激群内の音刺激ごとの音圧の情報を、音刺激群決定部７０から受けた情報とともに、音刺激生成部７５に送る。
【０１５７】
ステップＳ１０４において、音刺激生成部７５は、音圧決定部７１から受けた音刺激の情報に基づいて音刺激データを生成する。各音刺激は、たとえば立ち上がり、立下り３ｍｓのトーンバースト音とする。
【０１５８】
ステップＳ１０５において、音刺激生成部７５は、音刺激出力部１０を介してユーザに音刺激群を呈示し、そのタイミングで生体信号計測部５０にトリガ信号を出力する。音刺激データは、たとえば一つの音刺激群に対して、所定の時間間隔で音圧変化のある複数の音刺激を含む音刺激データを一つ作成してもよい。その場合、生体信号計測部５０に送るトリガ信号は、第１音の呈示タイミングだけでもよい。
【０１５９】
ステップＳ１０６において、生体信号計測部５０は、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適切な遮断周波数の周波数フィルタリングを行い、音刺激生成部７５から受けたトリガを起点に、所定区間（たとえば第１音呈示前１００ｍｓから第ｎ音呈示後４００ｍｓの区間）の事象関連電位を切り出し、その事象関連電位の波形データを抽出部５５に送る。
【０１６０】
ステップＳ１０７において、抽出部５５は、生体信号計測部５０から受けた事象関連電位から、音圧決定部７１から受けた音刺激の内容に応じて、第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量をそれぞれ抽出する。
【０１６１】
上述のように、第１音呈示前１００ｍｓから第ｎ音呈示後４００ｍｓの区間で事象関連電位が切り出されている場合には、抽出部５５はその１本の事象関連電位のデータからウェーブレット係数を計算することができる。抽出部５５は、計算したウェーブレット係数のうち、時間および周波数に基づいて、第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量をそれぞれ抽出することができる。抽出された第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量は、メモリ等の記憶装置（図示せず）に蓄積される。
【０１６２】
なお、本実施形態では、第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量をそれぞれ抽出するとしているが、これは一例である。第１音に関する特徴量の抽出は省略してもよい。図５に示されるように、第２音および第３音に対するウェーブレット係数は、主観ＵＣＬ値の違いを反映している。そのため、不快音圧の判定に当たっては、第２音および／または第３音に対するウェーブレット係数を利用することができればよい。
【０１６３】
ステップＳ１０８において、音刺激群決定部７０は、音刺激群の呈示回数が所定回数に到達したか否かを判定する。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、これは一例である。
【０１６４】
呈示回数が所定回数以下の場合には処理はステップＳ１０２へ戻り、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。呈示回数が所定回数以上の場合には処理はステップＳ１０９に進む。
【０１６５】
ステップＳ１０９において、抽出部５５は、これまでの所定回数以上の試行によって記憶装置に蓄積された第１音から第３音に対するウェーブレット係数に関する特徴量を、音圧決定部７１から受けた音刺激の情報に基づいて加算平均する。加算平均は、第１音ごと、第２音ごと、第３音ごとで、さらにその各々に関し、左右耳ごと、周波数ごとに行われる。
【０１６６】
抽出部５５は、加算平均したウェーブレット係数に関する特徴量を、判定部６５に送り、処理はステップＳ１１０へ進む。
【０１６７】
ステップＳ１１０において、判定部６５は、抽出部５５から受けた、第１音から第３音それぞれのウェーブレット係数に関する特徴量を利用して不快音圧を判定する。不快音圧判定は、あらかじめ用意した他者のウェーブレット特徴量と主観ＵＣＬ値の教師データを利用して線形判別によって実現する。
【０１６８】
不快音圧推定に用いる教師データは、測定対象の左右耳および周波数と、教師データの左右耳および周波数が一致するように切り替えて用いてもよい。また、教師データは、ユーザの難聴の症状に合わせて切り替えてもよい。たとえば伝音性難聴と感音性難聴のような大きな分類でそれぞれ教師データを用意し、切り替えてもよい。また、低音漸傾型や高音漸傾型などのオージオグラムのパターンごとに教師データを用意し、切り替えてもよい。
【０１６９】
ステップＳ１１１において、結果蓄積ＤＢ８０は、ステップＳ１０５で呈示した音刺激群の、左右耳、周波数ごとに、判定部６５から受け取った不快音圧の判定結果の情報を蓄積する。
【０１７０】
本実施形態の推定システム１００によれば、同一周波数の純音を単調上昇または単調下降の音圧変化で３回連発呈示し、第１音から第３音までのそれぞれの音刺激に対する脳波の特徴量を抽出し、その特徴量の変化パターンから不快音圧が測定される。これにより、補聴器装用時にユーザが不快音圧を感じない、補聴器フィッティングを実現できる。
【０１７１】
本実施形態の説明では、生体信号計測部５０は、音刺激生成部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、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、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、音刺激生成部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、抽出部５５にトリガを送信すればよい。
【０１７２】
また、本実施形態においては、不快音圧推定の結果は、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を不快音圧推定装置１の外部に設ける場合には、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、不快音圧に関する情報として利用され得る。
【０１７３】
また、図１０に示されるシステム１００およびその構成要素である不快音圧推定装置１との関係も一例に過ぎない。たとえば図１４は、不快音圧推定装置１ａおよび音刺激装置１１を備えた不快音圧推定システム１００ａの例を示す。不快音圧推定装置１ａは、不快音圧推定装置１（図１０）から、音刺激群決定部７０、音圧決定部７１、音刺激生成部７５を省いて構成されている。音刺激装置１１は、図１０に示される音刺激群決定部７０、音圧決定部７１、音刺激生成部７５および音刺激出力部１０を有している。音刺激装置１１と不快音圧推定装置１ａは有線または無線により不快音圧推定装置１と接続し、情報の授受を行う。
【０１７４】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１と同様に、一般的にＵＣＬと評価されるよりも低い音圧の音刺激を単調下降の音圧変化で複数回連発呈示する。そして、それぞれの音刺激に対するＮ１−Ｐ２振幅を用いて、高音圧の音に対する耐性の有無を測定する不快音圧測定システムを説明する。
【０１７５】
図１７は、本実施形態による不快音圧測定システム２００の機能ブロックの構成を示す。不快音圧推定システム２００（以下、「推定システム２００」と記述する。）は、音刺激出力部１０と生体信号計測部５０と、不快音圧推定装置２とを有している。実施形態１の構成を示した図１０と同じブロックには同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、不快音圧推定装置２のハードウェア構成は、図９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１７に示す本実施形態による不快音圧推定装置２が実現される。
【０１７６】
本実施形態による不快音圧推定装置２が、実施形態１による不快音圧推定装置１と相違する点は、判定部６５に代えて、不快音圧判定部６６（以下、「判定部６６」）を設けた点である。なお、不快音圧推定装置２の構成要素名に関しては、原則として実施形態１の不快音圧推定装置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、異なる参照符合を用いる。よって、本実施形態にかかる事象関連電位特徴量抽出部５６（以下「抽出部５６」）、および音刺激音圧決定部７２（以下「音圧決定部７２」）の動作および／または機能は、実施形態１にかかる抽出部５５および音圧決定部７１とは異なっている。なお、図１７では、不快音圧推定装置２は音刺激出力部１０を含んでいない。しかしながらこの構成は一例である。たとえば、少なくとも音刺激出力部１０と、抽出部５６と、判定部６６とを備えた不快音圧推定装置２を設けてもよい。これらの構成要素を１つの筐体内に収め、１台の不快音圧推定装置として動作させることが可能である。
【０１７７】
以下、抽出部５６、判定部６６、音圧決定部７２を説明する。
【０１７８】
音圧決定部７２は、音刺激群決定部７０から音刺激群の呈示耳（右耳または左耳）・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔の情報を受け取る。そして、音刺激群内の第１音から第３音の音圧を、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲において、単調下降の音圧変化で決定する。たとえば、第１音の音圧を８０ｄＢＨＬ、第２音の音圧を７５ｄＢＨＬ、第３音の音圧を７０ｄＢＨＬと決定してもよい。
【０１７９】
抽出部５６は、生体信号計測部５０から受けた事象関連電位から、音圧決定部７１から受けた音刺激の内容に応じて、第２音と第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量をそれぞれ算出する。Ｎ１−Ｐ２振幅は、Ｎ１振幅とＰ２振幅の差の絶対値として求める。たとえば、Ｎ１振幅は第１音から第３音のそれぞれの音刺激呈示後９０ｍｓから１１０ｍｓにおける区間平均電位としてもよいし、ピーク振幅としてもよい。たとえばＰ２振幅は、同様に音刺激呈示後１９０ｍｓから２１０ｍｓにおける区間平均電位としてもよいし、ピーク振幅としてもよい。そして、算出した特徴量と、音刺激の情報（左右耳、周波数、音圧等）を、判定部６６に送る。
【０１８０】
判定部６６は、抽出部５６から受けた、第２音および第３音それぞれのＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量に対して不快音圧を粗判定（高い／低い）する。具体的には、周波数ごと第２音／第３音ごとの閾値を設け、計測した第２音／第３音のＮ１−Ｐ２振幅が閾値よりも大きい場合には不快音圧は高いと判定し、閾値よりも小さい場合には不快音圧は低いと判定する。なお、第２音と第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅の両方が閾値よりも大きい場合に不快音圧は高いと判定してもよいし、どちらか一方の振幅が閾値より大きい場合に不快音圧は高いとしてもよい。周波数ごと、第２音／第３音ごとの閾値の例を図１８に示す。図１８には閾値の例として、図１６に示した主観ＵＣＬ値が９５ｄＢＨＬよりも大きかった場合と、９５ｄＢＨＬ以下であった場合の周波数ごとのＮ１−Ｐ２振幅の平均値を示した。
【０１８１】
次に、図１９のフローチャートを参照しながら、推定システム２００において行われる全体的な処理の手順を説明する。
【０１８２】
図１９は、本実施形態による推定システム２００の処理の手順を示すフローチャートである。図１９では、推定システム１００の処理（図１３）と同じ処理を行うステップには同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
【０１８３】
本実施形態による推定システム２００の処理が、実施形態１による不快音圧測定システム１００の処理と相違する点は、ステップＳ２０１、Ｓ２０２およびＳ２０３である。ステップＳ２０１からステップＳ２０３について以下で説明する。
【０１８４】
ステップＳ２０１において、呈示語音決定部７５は、音圧決定部７２は、音刺激群決定部７０から音刺激群の呈示耳（右耳または左耳）・周波数、音刺激群内の音刺激の持続時間・刺激間間隔の情報を受け取る。そして、音刺激群内の第１音から第３音の音圧を、一般的にＵＣＬと評価される音圧よりも低い音圧範囲において、単調下降の音圧変化で決定する。たとえば、第１音の音圧を８０ｄＢＨＬ、第２音の音圧を７５ｄＢＨＬ、第３音の音圧を７０ｄＢＨＬと決定してもよい。
【０１８５】
ステップＳ２０２において、抽出部５６は、生体信号計測部５０から受けた事象関連電位から、音圧決定部７１から受けた音刺激の内容に応じて、第２音と第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量をそれぞれ算出する。Ｎ１−Ｐ２振幅は、Ｎ１振幅とＰ２振幅の差の絶対値として求める。たとえば、Ｎ１振幅は第１音から第３音のそれぞれの音刺激呈示後９０ｍｓから１１０ｍｓにおける区間平均電位としてもよいし、ピーク振幅としてもよい。たとえばＰ２振幅は、同様に音刺激呈示後１９０ｍｓから２１０ｍｓにおける区間平均電位としてもよいし、ピーク振幅としてもよい。そして、算出した特徴量と、音刺激の情報（左右耳、周波数、音圧等）を、判定部６６に送る。
【０１８６】
ステップＳ２０３において、判定部６６は、抽出部５６から受けた、第２音および第３音それぞれのＮ１−Ｐ２振幅に関する特徴量に対して不快音圧を粗判定（高い／低い）する。具体的には、周波数ごと第２音／第３音ごとの閾値を設け、計測した第２音／第３音のＮ１−Ｐ２振幅が閾値よりも大きい場合には不快音圧は高いと判定し、閾値よりも小さい場合には不快音圧は低いと判定する。
【０１８７】
このような処理によって、ウェーブレット係数算出や線形判別のような複雑な演算をすることなく、不快音圧が高いか否かが粗く判定できる。不快音圧が高いとは、ユーザが高音圧の音に対して耐性があることを示し、不快音圧が低いとは、高音圧の音に対して耐性がないことを示す。
【０１８８】
本実施形態の推定システム２００によれば、一般的にＵＣＬと評価されるよりも低い音圧の音刺激を単調下降の音圧変化で複数回連発呈示し、第２音および第３音に対するＮ１−Ｐ２振幅に基づいて、ユーザが高音圧の音に対して耐性があるか否かが簡易に判定できる。これによって、高音圧の音に対して耐性がない場合には、補聴器やオーディオプレーヤーのボリュームを自動的に低減できるようになる。
【０１８９】
上述した実施形態および変形例における不快音圧推定装置は、半導体チップ回路として実現されてもよい。半導体チップ回路に代えて、ＰＣ内に設けられたＣＰＵとして実現されてもよい。ＣＰＵは、コンピュータプログラムを実行することにより、後述する個々の構成要素の機能を実現することができればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明にかかる不快音圧推定システムによれば、強大な音刺激を呈示することなくユーザの不快音圧を推定できるために、補聴器店や家庭などでの補聴器の調整に有用である。また、健聴者に対してもあらかじめ不快音圧を推定することで、テレビやステレオの音響装置における最大音量設定等にも応用可能である。
【符号の説明】
【０１９１】
１、２  不快音圧推定装置
５  ユーザ
１０  音刺激出力部
５０  生体信号計測部
５５、５６  事象関連電位特徴量抽出部（抽出部）
６５、６６  不快音圧判定部（判定部）
７０  音刺激群決定部
７１、７２  音刺激音圧決定部（音圧決定部）
７５  音刺激生成部
９０  ＨＴＬ入力部
１００、２００  不快音圧推定システム（推定システム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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