Investigation of advanced hearing aid with target signal extraction and spatial width control of background noise

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本課題では、次世代補聴システムの構築にあたり、高精度の音源分離と適切な音呈示方式の確立を目指す。音源分離に関しては、小型マイクロホンアレーを用いて、特定方向から到来する音信号のみを強調するための非線形ビームフォーマを構築した。非線形ビームフォーマは、ニューラルネットワークを用いて空間フィルタを最適化することにより、目的音源方向に鋭い指向特性を形成する。一方、適切な音呈示方式では、非線形ビームフォーマを用いて抽出した目的信号を、音の到来方向や音像を含めて、知覚的に適切に呈示することを目指す。令和4年度は、低周波数帯域における非線形ビームフォーマの指向性先鋭化を実現するために、再帰型ニューラルネットワークの一種である長・短期記憶（Long Short-Term Memory: LSTM）ネットワークを導入し、各種パラメータの最適化を行った。また、広帯域での同時最適化とサブバンドごとの局所最適化の両面から検討した結果、500 Hzで鋭い指向特性を実現することに成功した。音呈示方式については、ステレオ音源の振幅と位相を同時制御することにより、ステレオ音像幅を適切に調整する方式について検討を行った。本手法の基本アルゴリズムは令和3年度に構築したが、知覚的音像幅を適切に制御するためには、多数の実験参加者の協力を得て聴取実験を実施する必要があった。令和4年度は、これまでに実施した聴取実験結果を活用することにより、ステレオ音源の左右チャネル間相互相関に基づく知覚的音像幅の最適化の可能性を見出した。