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Longitudinal analysis of English speech produced by Japanese children and automatic evaluation of prosody

Research Project

Project/Area Number 20K00789
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 02100:Foreign language education-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Kato Tsuneo  同志社大学, 理工学部, 教授 (60607258)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅原 真理子  同志社大学, 文学部, 教授 (10411050)
山本 誠一  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (20374100)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords小中学生 / 英語音声 / 追跡的分析 / 無強勢母音 / 韻律評価 / 日本人小中学生 / フォルマント / 小学生英語音声 / 発音評価 / スピーチチェイン
Outline of Research at the Start

本研究では,小学校低学年における言語獲得と発音の変化との関係,具体的には2年生から4年生までに学ぶアルファベット,Phonicsの基本,日本語のローマ字表記と英語の発音との関係を調査する.同時に,中学生の英語音声も継続的に収録し,徐々に出来るようになる文発声におけるアクセントやイントネーションの変化を記録する.我々が提案している英語らしいリズムの自動評価指標も組み合わせ,母語である日本語の特徴を踏まえた発音訂正や,韻律,特に文発声のリズムを自動評価できる英語発音・韻律自動評価システムを最終目標として,英語発音・韻律の自動評価手法の高精度化を進める.

Outline of Final Research Achievements

We analyzed English read speech produced by a hundred Japanese junior high school students with various linguistic backgrounds to reveal the effects of linguistic environments in preschool and elementary school on English pronunciation. We compared the quality and quantity of the produced unstressed English vowels among three groups of students: those who received primary education in Japanese at domestic schools, those who received bilingual education in 50% English and 50% Japanese domestically, and those who received primary education in English internationally.
To automatically evaluate accents of English words and stresses of short phrases without referencing a native speaker's speech, we proposed an automatic prosody evaluation method by estimating reference prosody using a Transformer encoder. Experimental results demonstrated significant improvements in subjective-objective score correlations on English word and short phrase utterances produced by Japanese university students.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国内における英語教育ではコミュニケーション能力を育むため早期化が行われたが,小学生以前の言語環境,国内における集中的な英語教育がコミュニケーションの土台である発音に与える影響は明らかではない.本研究は英語教育のさらなる早期化がもたらす効果の予測に資すると考えられる.また,自動韻律評価は将来の英語コミュニケーションの自習を可能にするコンピュータ支援言語学習システムの高度化に資する.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Automatic Prosody Assessment of L2 English Word Utterances in Reference to Accent Dictionary Using Transformer Encoder2022

    • Author(s)
      鈴木 優、加藤 恒夫、田村 晃裕
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J105-D Issue: 11 Pages: 700-708

    • DOI

      10.14923/transinfj.2021JDP7062

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2022-11-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automatic Prosody Evaluation of L2 English Read Speech in Reference to Accent Dictionary with Transformer Encoder2022

    • Author(s)
      Suzuki Yu、Kato Tsuneo、Tamura Akihiro
    • Journal Title

      Proceedings of ISCA Interspeech 2022

      Volume: 1 Pages: 4466-4470

    • DOI

      10.21437/interspeech.2022-10344

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Longitudinal Collection of English Speech Produced by Japanese Elementary School Children and Acoustic and Temporal Analysis of Their Vowel Production2020

    • Author(s)
      加藤 恒夫、山本 誠一
    • Journal Title

      Journal of the Phonetic Society of Japan

      Volume: 24 Issue: 0 Pages: 71-83

    • DOI

      10.24467/onseikenkyu.24.0_71

    • NAID

      130007964236

    • ISSN
      1342-8675, 2189-5961
    • Year and Date
      2020-12-30
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tree-based Clustering of Vowel Duration Ratio Toward Dictionary-based Automatic Assessment of Prosody in L2 English Word Utterances2020

    • Author(s)
      Kitamura Kohei、Kato Tsuneo、Yamamoto Seiichi
    • Journal Title

      Proc. 10th International Conference on Speech Prosody 2020

      Volume: 1 Pages: 980-984

    • DOI

      10.21437/speechprosody.2020-200

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Transformerエンコーダを用いて多様な韻律パタンを推定するL2英語音声自動韻律評価2022

    • Author(s)
      片山里咲,加藤恒夫,田村晃裕
    • Organizer
      第25回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 日本人中学生による英語無強勢母音のフォルマントにおける音素環境の影響の分析2022

    • Author(s)
      畑日菜子, 加藤恒夫, 菅原真理子
    • Organizer
      日本音響学会2022春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Transformerエンコーダを用いたアクセント辞書参照によるL2英語文発声の自動韻律評価2022

    • Author(s)
      鈴木優, 加藤恒夫, 田村晃裕
    • Organizer
      日本音響学会2022春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 日本人中学生による英語無強勢母音の弱化の定量的分析:初等教育の言語環境による違いの比較2021

    • Author(s)
      加藤恒夫, 菅原真理子
    • Organizer
      第35回日本音声学会全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Transformerエンコーダを用いた英単語発声の音素継続時間長モデル化2021

    • Author(s)
      鈴木優, 加藤恒夫, 田村晃裕
    • Organizer
      第20回情報科学技術フォーラム(FIT 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Transformerエンコーダを用いたアクセント辞書参照によるL2英単語発声の自動韻律評価2021

    • Author(s)
      鈴木優, 加藤恒夫, 田村晃裕
    • Organizer
      日本音響学会2021秋季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アクセント辞書参照によるL2英単語発声の自動アクセント評価に向けた継続時間長パラメータの検討2020

    • Author(s)
      北村孝平, 加藤恒夫, 田村晃裕
    • Organizer
      音声言語および自然言語処理シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 非自己回帰型ニューラル音声認識における周期性導入による音素セグメンテーションの精度改善2020

    • Author(s)
      本田裕己, 加藤恒夫, 田村晃裕, 山本誠一
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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