67-S語表単音節語音に対する雑音負荷の試み Audiology 2015
- 1. 67-S語表単音節語音に対する雑音負荷の 試み 東京大学医学部附属病院耳鼻咽喉科 狩野章太郎 赤松裕介 鴨頭輝 堤内亮博 樫尾明憲 柿木章伸 山岨達也
- 4. 方法 対象 左図のオージオグラムに示す聴力をもつ64耳 の感音難聴を対象とし、4000Hzの閾値が 45dBHL未満を軽度群(Group 1) １６耳（１５－７８歳、平均５４歳） 45dBHL以上70dBHL未満を中等度群(Group 2) ２８耳（２７－８４歳、平均５８歳） 70dBHL以上を高度群(Group 3) ２０耳（５－７９歳、平均４８歳） と分類した。 対照群は、4kHzの純音閾値が40dB以下、最高 語音明瞭度が90％以上の成人８名（２７－３５ 歳）とした。
- 6. 結果 静寂下での67-Sの正答率は、 Group 1は対照群と変わらず良 好であった。 スピーチノイズをミックスして S/N=10dBあるいはS/N=5dBとす ると、対照群とGroup 1との間に 明らかな正答率の差が認めら れた。 さらに雑音を大きくしてS/N=0dB になると対照群においても正答 率のばらつきが大きくなり、 Group 1と同程度に弁別困難に なる例も見られた。
- 10. 静寂下での語音聴取能の測定や、同一方向からの雑音負荷の場合の報告は 従来からある。 目的 本研究では、日常の生活環境のように雑音が様々な方向から負 荷されると、特に日本語の子音の聴取がどの程度困難になるかに ついての基礎的な知見を得るのが目的である。 Spatial release from masking Freyman 1999: 成人 Target: nonsense sentence Masker: noise
- 11. 方法 対象：両耳の聴力正常な5名の成人被験者（３１歳～４０歳） 信号 人工内耳装用者用の語音聴取評価検査CI-2004の子音検査を 使用した 前後に母音の/a/を配したVCVの形式 １４子音がランダムに４回ずつ、計５６回呈示される 被験者は１４子音から選択して自ら回答用紙に記載して回答 信号 雑音 あ ぱ 半母音 w j あわ あや 通鼻音 m n あま あな 破裂音 p t k b g d あぱ あた あか あば あが あだ 摩擦音 s h あさ あは 破擦音 dz あざ 弾音 r あら 雑音 CI-2004に付属の加重不規則雑音を雑音負荷として使用した。
- 12. 無響室内で、着席した健聴者の正面、被験者から見て左４０度あるい は左８０度に配置したスピーカを使用した 信号音は各スピーカごと、被験者ごとに測定した閾値上30dBで呈示し、 雑音の音圧は３－４種類に設定した SN比=＋５，－５，－１５，－２０dB 信号 雑音 あ ぱ ８０度 ８０度 ４０度 ４０度 L80-F F-L80 L40-F F-L40 正面 F-F
- 13. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 健聴者 S/N = 5dB 結果 正答率（％）
- 14. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 弾音の「ら」●は、小さな雑音の場合は、信号が正面の方が 聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingがみられる 健聴者 S/N = -5dB正答率（％）
- 15. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 摩擦音「さ」○はどの配置でも聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingが小さい 破擦音「ざ」●、半母音「わ」●「や」▲、破裂音「だ」 ▲ 、弾音「ら」 ● は信号が側方に寄った方が聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingが大きい 健聴者 S/N = -15dB正答率（％）
- 16. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 破擦音「ざ」●、摩擦音「さ」○は大きな雑音下でも残りやすい 摩擦音「さ」 ○と摩擦音「は」□の正答率は大きく異なる 健聴者 S/N = -20dB正答率（％）
- 17. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 S/N = 5dB S/N = -5dB S/N = -15dB S/N = -20dB
- 18. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 L80_F L40_F F_L40 F_L80 破擦音「ざ」 ● 、半母音「わ」 ● 「や」▲、破裂音「だ」 ▲ 、弾音「ら」 ●は 信号が側方に寄った方が聴きやすい（上段↑） ＝側方からのマスキングがかかりやすい（下段↓） S/N (dB) S/N (dB) S/N (dB) S/N (dB)
- 19. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 15dB 健聴者のS/N = -15dB と比較した 半母音「わ」●、弾音「ら」●は 健聴者とは逆に 信号が側方に寄った方が聴きにくい Spatial Release from Maskingは存在するが健聴者とは 逆のパターンがある 感音難聴では、信号の検出に、両耳間時間差の情報が 利用しにくい可能性 感音難聴の症例１ ● ● ● ● ● ● 両側補聴器でS/N = 15dB 健聴者のS/N = -15dBと比較した
- 20. -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 125 250 500 1,000 2,000 4,000 8,000 感音難聴の症例２ 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者でS/N = -15dB と比較した 半母音「わ」●、信号が側方に寄った方が聴 きにくいが症例１より差は小さい 子音の種類により、両耳間時間差の検出が 異なる可能性 感音難聴があるとSRMの被験者間のばらつ きも大きい ● ● ●● 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者のS/N = -15dBと比較した
- 21. 考察とまとめ ? 日常の生活環境のように雑音が様々な方向から負荷されると、特に日本語の子音の 聴取が健聴者でどの程度困難になるかについて調べた ? 信号音源と雑音音源の位置を入れ替えると、S/N比と正答率の関係が変化した。 Spatial Release from Maskingは子音の種類によって異なっていた。 ? 破裂音、半母音、弾音は後続母音のフォルマントの移動パタンが利用できるが、これ らの子音ではSRMが比較的大きかった。 ? 摩擦音は雑音に近いため、その周波数分布によってマスクされやすさが大きく異なる。 SRMもおこりにくい。 ? 感音難聴に補聴器を使うケースでは、破裂音、半母音、弾音ではSRMが観察される が、補聴された閾値が左右対称であっても健聴者とはSRMが異なる ? 感音難聴があるとSRMの被験者間のばらつきも大きい
- 22. -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 125 250 500 1,000 2,000 4,000 8,000 高音部の感音難聴の症例２ 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者でS/N = -15dB を比較した 半母音「わ」●、弾音「ら」●は 健聴者とは逆に 信号が側方に寄った方が聴きにくい Spatial Release from Maskingは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 感音難聴では、両耳間時間差の検出が難しい可能性 ○ ○ ○ ● ● ●
- 23. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 健聴者はS/N = -15dB 両側補聴器にS/N = 15dB 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい ○ ○ ○ ● ● ● 半母音「わ」●、弾音「ら」○は 信号が側方に寄った方が聴きにくい SMRは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 両耳間時間差の検出が難しい可能性 高音部の感音難聴の症例
- 24. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 者はS/N = -15dB 両側補聴器にS/N = 15dB 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい ○ ○ ○ ● ● ● 半母音「わ」●、弾音「ら」○は 信号が側方に寄った方が聴きにくい SMRは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 両耳間時間差の検出が難しい可能性 高音部の感音難聴の症例
- 25. 考察 健聴者では、語音がマスカーから空間的に分離されると同じ方向の場合に比べて12dB ほど聴取閾値が改善する。Spatial release from masking (SRM) Freyman 1999, Arbogast 2005, Hawley 1999, 2004, Drullman 2000, Litovsky 2005 →今回の計測でも確認された。 健聴者においてはSRMの効果はマスキングの種類によって異なる。Information masker ではSRM=5-40dBであるのに対してenergetic maskingではSRMは10dB以下である。Kidd 1998 →今回の雑音によるマスキングはenergetic maskingであり、SRMは全体的に小さかった。 破裂音、半母音、弾音は後続母音のフォルマントの移動パタンが利用できるが、これら の子音ではSRMが比較的大きかった。 →両耳聴による音脈文擬(Auditory segregation）が使いやすい。 摩擦音は雑音に近いため、その周波数分布によってマスクされやすさが大きく異なる。 SRMもおこりにくい。
- 27. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 S/N = 5dB S/N = -5dB S/N = -15dB S/N = -20dB 弾音の「ら」は、小 さな雑音の場合は、 信号が正面の方が 聴きやすい ＝SMRが大きい 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい 破擦音「ざ」、摩 擦音「さ」は大き な雑音下でも残 りやすい 摩擦音「さ」と摩 擦音「は」の正答 率は大きく異な る 結果１
- 28. 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-5dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 #N/A SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=+5dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-15dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-20dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=+5dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-15dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-20dB SP2 雑音SP6 L80-F F-L80 L40-F F-L40 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP6 回答 検査音 両耳の聴力正常 な４名の成人被 験者（３４歳～４０ 歳） まず構音様式で 子音の聴取結果 を分類した 通鼻音→弾音な ども見られるが 傾向が分かりに くい S/Nが小さくなる
- 29. 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=+5dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-15dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-20dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=+5dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-15dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-20dB SP2 雑音SP6 L80-F F-L80 L40-F F-L40 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 被験者間では構音様式別の回答パタン は大きく異なる
- 30. ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP2 L80 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP4 L40 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N= -5dB Green: S/N=-15dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP2 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP4 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB 信号音源と雑音音源の位置を入れ替えると異聴 のパターンが変わり、また一方を固定して他方の 角度を変えるだけでも異聴のパターンは変化した 空間的配置の影響の大きさは子音の種類によっ て異なっていた 耳介と頭部の形態の効果を受ける周波数帯と日 本語の子音弁別に必要な周波数帯は重なるため、 負荷される雑音音源と信号音源の相対的な位置 関係によって子音聴取の正答率のパターンが複 雑に変化する 回答 検査音