Development of a Listening Evaluation and Support System for "Children with Listening Difficulties" using Acoustic Signal Processing.

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12037
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 渡辺 祐子 東京電機大学, システムデザイン工学部, 講師 (20287444)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平林 ルミ 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 特任助教 (30726203)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 聴覚情報処理障害 / バイノーラル収音技術 / 雑音の到来方向情報 / スクリーニングシステム / マイクアレイシステム

Outline of Annual Research Achievements

APD（聴覚情報処理障害）は、雑音下等の環境で言葉の聞き取りに困難を生じることが多い。現在、国内外でこの症状をスクリーニングする評価システムがいくつか提案されているが、テストに当たって雑音は試験装置（主にヘッドホン）の片耳側のみに提示されることが多く、現実の音環境で雑音があちこち、色々な方向から到来するという環境を模擬できていない。APDは特に音が多方向から到来するときに聞き取る対象音だけを選択的に聴取する「カクテルパーティー効果」が効かない、選択できないことに起因すると考えられていることから雑音に音の到来方向の空間情報を付加することが必要と考えている。
そこで、バイノーラル収録方法を用いて、食堂やカフェ、グループワークなどが行われている教室などの環境騒音を収録し、それを用い、音声と雑音のSN比0dB条件での聞き取り実験を実施した。従来の評価システムでは、このSN比がスクリーニングの閾値パラメータとされており、たくさんのSN比の条件を実験する必要がある。被験者は障害の有無等で選別せず、大学に通っている20代学生30名とした。その結果、雑音に空間性を付加した条件での音声聴取において、1）雑音＝背景音が空間に分布することによって、対象音をより選択しやすい→対象音の言葉が聞き取りやすいグループと、2）聞き取りが困難になるグループに分かれることが確認できた。これにより、SN比を変化させなくても、雑音の空間性の条件を変えるだけで、APDのスクリーニングができる可能性が示唆された。
一方で、複数の音源が存在する音環境から、ターゲットの音声（言葉）だけを抽出し、それをダイレクトにAPDを有する聴取者に提示することで聞き取りを支援するマイクアレイシステムの開発を進めており、2022年度はこの基本構成とマイクアレイシステムのプロトタイピングを進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

雑音に音の到来方向の空間情報を付加した音源作成と聴取実験を実施し、研究テーマの仮説の妥当性を実証することができた。また支援装置開発もシステムのハードウェア的な構成は完成した。
2023年度は1）具体的にどのような雑音が試験に適しているかの検証と、2）マイクアレイ支援システムの実装を進める予定である

Strategy for Future Research Activity

2023年度は1）スクリーニングシステムにおいて、具体的にどのような雑音が試験に適しているか、音源の種類、音源の方向などをパラメータとした検証と、2）マイクアレイ支援システムの実装を進める予定である。
また研究成果を8月に開催される国際学会に2編、発表予定である。

Causes of Carryover

コロナ禍の制限もあり、旅費を伴う学外での音源収録や、学外での実験、旅費を伴う学会出張などができなかったため、計画していた予算を使用できなかった