2014/01/11 臨床聴覚コミュニケーション研究会@臨床福祉専門学校にて

1. !
加齢による聴覚特性の劣化が
摩擦音・破擦音の識別に及ぼす影響
安啓一
上智大学 理工学部 特別研究員
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会にて

2. 私の背景
• 補聴器の処理
- 臨界帯域圧縮処理(Yasu et al., 2001-2008)
• 小児の音声知覚発達
- 言語障害児の/sa/ /sha/の識別 (平井ら, 2006)
• ディジタル信号処理
- DAF (delayed auditory feedback)のための環境
をDSP(digital signal processor)で構築(2001 )
• 防災無線のための聞き取りやすい音声
- TOA株式会社との共同研究 (2010 )
コミュニケーションの補償
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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3. 1. はじめに
• 高齢者・聴覚障害者をとりまく環境
• バリアフリー
• 聴覚特性の劣化・補聴技術の現状
• 研究の目的
• 研究のロードマップ
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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4. 超高齢社会(高齢者白書H. 24年版)
• 65歳以上の人口: 23.3%
• H. 72年(2060年)：40% (2.5人に1人)
超える予測
• 高齢者に優しい機器やサービス開発奨励
• QoL (Quality of Life)
-
安全・快適で豊かな暮らし
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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5. コミュニケーションの重要性
• 聴覚障害によりコミュニケーションが
阻害される（CHABA, 1988）
- 生活する上で必要な情報が得られない
- 社会から孤立を感じる
聴覚障害の補償が必要
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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6. バリアフリー
• 物理的障壁のバリアフリー
- 段差の解消，手すり等
• ソフト面でのバリアフリー
- バリアフリー新法(2006)
- 報知音，誘導鈴等
- 音バリアフリー研究調査委員会(日本音響学会)
‣ 標準化にむけて研究(倉片2002, 佐藤2004)
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
6

7. 東日本大震災で発生した諸問題
• 補聴器に関連した問題
- 補聴器が津波に流され
コミュニケーションが取れず（立入2011）
- 補聴器がハウリングを起こし（立入2011）
避難所に滞在できなかった
- 外見からは障害が分からないため
適切な支援がうけられなかった （中園2011）
• 警報音に気付かなかった例
- 音声拡声による津波警報に気付かなかった
(栗栖2011)
2011年11月日本音響学会研究会
「東日本大震災と音支援」
2014/01/11
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8. 本研究の目的
• 最終的なGoal：きめ細やかな補聴処理
3．補聴処理への応用
2．音声知覚の劣化（異聴）の理解
1．聴覚特性とその劣化の理解
各項目の積み重ねになっている
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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9. 1. 様々な聴覚障害
• 最小可聴値の上昇
- 高域の閾値上昇が子音の知覚に影響（小寺ら1995）
- 老人性難聴（高音漸傾斜型）
• 補充現象の出現
- 音の大きさのダイナミックレンジ低下(Villchur, 1974)
• 時間分解能の低下
- Gap知覚の弁別域が広がる(Fitzgibbons1996)
- 話速の速い音声の聴き取り低下（今井ら2011）
• 聴覚フィルタの広がり
- 周波数分解能の低下(Glasberg and Moore 1994)
2014/01/11
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9

10. 様々な音素
IPA 国際音声記号 2005
2014/01/11
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11. 閾値と音声知覚の関係
小寺1995より
2014/01/11
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12. 様々な環境での補聴
• 公共空間
- 残響の影響を抑える処理(Arai, 2011)
!
!
• テレビ・ラジオ
- ゆっくりしゃべる処理(話速変換)
‣
話速変換処理（今井ら1999，禰寝1995）
!
• 補聴器
2014/01/11
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13. 補聴器
• ディジタル補聴器
- アナログ型に比べ多彩な処理
• AGC(Automatic Gain Control 自動利得調整,
Steinberg 1937)
- 突発的な入力音を抑圧
- 補充現象の補償
‣
振幅の変化により，手がかりが影響を受ける可能性
• ビームフォーミング・雑音抑圧
- 複数マイクによる処理聴きたい方向の音を聴取
‣
摩擦性の子音を抑圧してしまう可能性
2014/01/11
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14. 補聴処理
• 聴覚フィルタの広がりを補償
- スペクトルの山と谷を強調
(Stone1992, Baer1993, Yasu et al. 2008, 村瀬ら2005)
- 実用化に向けた検討(森本ら2011)
• 子音強調
- 定常部抑圧処理(小林ら2008)
‣
高齢者にて明瞭度改善
個々の子音の聴き間違い（異聴）
を考慮した処理は少ない
2014/01/11
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15. 研究のロードマップ
補聴処理の開発
アプローチ
3．補聴処理への応用
本論文
2．音声知覚の劣化（異聴）の理解
1．聴覚特性とその劣化の理解
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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16. 摩擦音・破擦音の異聴
• 摩擦音・破擦音の異聴
1. 高周波数域に子音の主要成分
- 閾値の上昇の影響を受ける可能性
2. 持続時間により識別が変わる
- 時間分解能の低下の影響を受ける可能性
3. 立ち上がりの傾斜によって識別が変わる
- 補充現象の影響を受ける可能性
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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17. 摩擦の長さに関する
デモ 1
「し」と「ち」

18. 無声摩擦音・破擦音の識別 （CV）
摩擦部の立ち上がり時間Rと定常部Sを変化
→途中で破擦音から摩擦音に聞こえ方が変化
(Howell and Rosen, 1983; Kluender and Walsh, 1992)
徐々に
Sを
長くする
ち
S
(ms)
0
若年者
RS
10
20
30
40
! 50
!
!
60
R
70
80
高齢者
S
! 90
!
!
100
し
110
120
130
140

19. 摩擦の長さに関する
デモ 2
「いし」と「いち」

20. 無声摩擦音・破擦音の識別 （VCV）
先行母音V1とC間の無音区間SIを変化
→途中で摩擦音から破擦音に聞こえ方が変化
(Dorman et al.,1980; Gordon-Salant et al., 2006)
いし
SI
(ms)
0
若年者
10
20
! 30
!
!
40
いち
高齢者
50
60
! 70
!
!
80
90
100

21. 摩擦音・破擦音
p.11 図1.1
• 摩擦音と破擦音を識別するキュー
→主に摩擦部の持続時間
立ち上がり時間
R
定常部持続時間
S
無音区間
SI
/i/
V1
立ち下がり時間
F
/i/
C
V2
各パラメータの持続時間によって識別が変化
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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22. 先行研究との関係
英語
日本語
Mitani et al. (2006)
語頭
「し」
「ち」
CV
語中
語末
「いし」
「いち」
VCV
若年
Howell and Rosen (1983)
Kluender and Walsh (1992)
天野ら (2009)
本論文 (実験1-4)
高齢
Dorman et al. (1985)
本論文 (実験1, 2, 5, 6)
若年
Repp et al. (1978)
Dorman et al. (1980)
高齢 Gordon-Salant et al. (2006)
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
本論文 (実験4)
本論文 (実験5, 6)
22

23. 2. 実験
• 参加者
• 聴覚特性の測定
• 刺激と手続き
第5章 高齢者を対象とした実験
第6章 総合考察 より

24. 参加者
• 高齢者
-
人数：59名 （男性17 名，女性 42 名）
年齢：62-83歳，平均 72.2歳
補聴器装用無し
東京都千代田区在住
実験に先立ち聴覚特性を測定
2014/01/11
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25. 3つの聴覚特性の測定
1. 摩擦音閾値
• 摩擦音の最小可聴値
2. 時間分解能
• 言語音による無音区間の弁別
3. 補充現象の有無
• ラウドネススケーリング（音の大きさの主観的評価）
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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26. 1. 最小可聴値の測定
• 摩擦音に対する最小可聴値(摩擦音閾値)
- 片耳ずつ測定
- CV 刺激の摩擦音を使用
(R=60ms,S=120ms,F =22ms,T = 202 ms)
- 純音閾値と同じく極限法によって測定
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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27. 2. 時間分解能の測定
• VCV 刺激 の一部を使用
• 無音区間長SIに対するJND
- 摩擦部長 (R = 60 ms, S = 120 ms, F = 22 ms)
• 3 区間 3 肢強制選択法
(three-interval three-alternative
forced choice,3I3AFC)
- 3つの刺激から、違うように聞こえた刺激を選択
- 正解するとSIが短く（難しく）なる
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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28. 3. 補充現象の測定
• ラウドネススケーリング
• 刺激：中心周波数 4 kHz の狭帯域雑音
持続時間は 1.5 s
• 呈示音の大きさを7段階で評価
- 1．きこえない ∼ 7. ききたくない
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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29. 摩擦音閾値と時間分解能の結果
p.57 図6.1
悪
!
!
!
!
!
時間分解能
!
!
!
!
!
!
良
良
摩擦音閾値
5つの群
悪

30. 刺激
• 「し」「ち」：男性日本語母語話者による発話/ʃi/を加工
!R
!
S
!
F
!
0
–
90
ms
(10ms
step)
R
0
–
180
ms
(10ms
step)
22
ms
• 「いし」「いち」： 同じく/iʃi/を加工
R+S
20,
120,
180
ms
F
22
ms
SI
0
–
100
ms
(10ms
step)
V1
229
ms
2014/01/11
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/i/
V1
/i/
C
V2
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31. 手続き
• 防音室内にてヘッドホン受聴
• 2者択一
(two alternative forced choice; 2AFC)
- 「し」か「ち」
- 「いし」か「いち」
- タッチパネルにて回答
し
ち
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
31

32. ３．結果・考察
• 高齢者における聴覚特性ごとの比較
• CV刺激の場合
• VCV刺激の場合
第6章 高齢者を対象とした本実験
第8章 総合考察 より

33. 実験結果：/ʃ/反応率
/ʃ/反応率
Response Rate of S
• R と S の変化に対する摩擦音反応率
し
1
0.5
0
180
120
ち
60
0 0
S (ms)
定常部
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
60
30
R (ms)
90
立ち上がり
33

34. Response Rate of S
1
考察: CV刺激
0.5
0
180
120
60
0 0
S (ms)
60
30
R (ms)
90
し
p.83 図8.3
添字なし：健聴
添字t：時間分解能低下
添字f：摩擦音閾値の上昇
添字r：補充現象有
!
Eとその他の群を比較：
摩擦定常部
定常部
短
ち
- R 短：破擦音から摩擦音へ異聴
- R 長：摩擦音から破擦音へ異聴
聴覚特性の劣化が重なると
長 異聴の傾向が強くなる
立ち上がり
2014/01/11
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35. 考察: VCV刺激
いし
p.84 図8.4
高齢健聴
/i/
V1
いち
高齢難聴
/i/
C
V2
!
- SI が長くなるにつれて
- 破擦音から摩擦音へ異聴
- 聴覚特性の劣化が見られると
SIの変化に影響を受けない
無音区間
摩擦部
2014/01/11
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35

36. 摩擦部と無音区間の関係
p.80 図8.1
添字なし：健聴
添字t：時間分解能低下
添字f：摩擦音閾値の上昇
添字r：補充現象有
聴覚特性の劣化が重なるにつれて
無音区間からCに重みが変化
(トレーディングの重みが変化)
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
36

37. ４．まとめ
• 本研究を通して得られた知見
• 補聴処理に向けて
• 現状と今後の課題
• 謝辞

38. 研究のロードマップ
3．補聴処理への応用
本論文
2．音声知覚の劣化（異聴）の理解
1．聴覚特性とその劣化の理解
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
38

39. 本論文で得られた知見
• 聴覚特性の劣化が重なるにつれ異聴が増加
- 異聴の程度を予測するためにも，様々な角度での
聴覚特性の測定は有効
- 特に補充現象が陽性：異聴の度合いが大きい
• 個々の聴覚特性と異聴の関係
- 明確な切り分けが難しい点も
種々の聴覚特性を検討
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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40. 補聴処理に向けて
• 補聴処理を行う上での注意点
• 同じ聴覚特性の劣化でも、CV・VCVで
異なる傾向
- CV刺激：「し」→「ち」への異聴
- VCV刺激：「いち」→「いし」への異聴
音素毎に補聴処理を行う場合でも
一律の処理を行うことは危険
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
40

41. 目指す補聴処理
• 理想：
- 対象者の全ての異聴のパターンが解明
- 全ての対応した処理を適応可能
- 問題点：
‣
音素の組み合わせや発話方法は無数に存在
‣
対象者おのおのの異聴パターンも異なる
聴覚特性の劣化から異聴結果を予測できれば
対象者にあわせた補聴処理が実現可能
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
41

42. 現状と今後の課題
• 個々の聴覚特性の独立した影響について
- それぞれの聴覚特性と異聴の関係についてさらなる調査
- 聴覚特性の劣化から予測される異聴の傾向との差について
• 摩擦音閾値の上昇，時間分解能の低下，
補充現象についてのモデル化
- 実験結果とモデルによる予測結果との一致度を議論
• 補聴処理への応用
- 摩擦音・破擦音の判定処理
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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43. 最近の話題
• 摩擦部の長さが結局は一番大事なので
は？？
- Yasu et al., Weighting of acoustic cues shifts
to frication duration in identification of
fricatives/affricates when auditory properties
are degraded due to aging , INTERSPEECH
2013
• 破擦音の手がかりとなるバースト（もし
くはクリック音）は知覚に影響するか？
- 日本音響学会2014春(3/10-12@日大御茶ノ水)
• 音声音響のデモページ
- http://splab.net/APD/
2014/01/11
臨床聴覚コミュニケーション研究会
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