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発声運動学習が音声認識学習に与える影響に関する計算言語学的研究

Research Project

Project/Area Number 21K17805
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61030:Intelligent informatics-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森田 尭  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10837587)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords深層学習 / 音声認識 / 音声合成 / 教師なし学習 / 音声学習 / 言語学習 / 身体性
Outline of Research at the Start

この研究では個人差やばらつきの多い音声データを聞いて母音や子音のような一貫した区分を認識する人工知能を、人間に近い方法で学習過程で実現することを目指します。特に「聞く」だけではなく「話す」動作に着目し、舌や唇を動かして音声を模倣学習することが人工知能の音声認識にどのような影響を与えるのかを調査します。また、人工知能内が使う発声器官を人間を模したものから他の動物を模したものに置き換えた際、音声認識にどのような影響が起こるのかについても調査し、人間の言語の進化に関する問いにも迫ります。

Outline of Annual Research Achievements

初年度、調音合成モデルを用いた教師なし音声認識学習の研究が難航した結果を踏まえ、2022年度は、全面人工ニューラルネットワーク実装による音声認識と音声合成の同時教師なし学習について、先行研究が抱える問題点の解決に焦点を置き、研究に取り組んだ。当初、教師あり音声合成を用いた研究を実施予定であったが、全面教師なし学習で同等の研究実施可能性の見込みが立ったため、計画を変更した。具体的には、教師なし学習で得られる離散的記号表現の、時間解像度および記号数の観点から見た簡略化に取り組み、特に時間解像度の圧縮については、先行研究の5分の2にまで圧縮できる見込みが立った。
一方で、本研究課題用に昨年度購入した計算サーバに不具合が発生し、各種計算の実施に遅延した。不具合についての原因究明を、納品元と協力して進めているが、まだ解決しておらず、既に終了した別研究課題の計算資源を代替手段として利用し、研究を実施している状況である。
発信面では、招待講演で本研究が取り組む教師なし音声認識を周知した他、教師なし音声認識技術を活用した動物音声研究を査読付き国際会議にて発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究課題実施用に昨年度購入した計算サーバに不具合が発生し、関連する計算が大きく遅延した。2022年秋で終了した別研究課題の計算資源を代替手段として、本研究課題の実施に当てたものの、予定していた規模の探求を実施することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

2022年度に引き続き、教師なし音声認識・音声合成における離散表現の大幅簡略化の実現を当面の目標とする。
不具合が発生しているサーバについては納品元と協力して早期復旧を目指し、さらに追加計算資源として、スーパーコンピュータシステムの活用も検討する。

Report

(2 results)
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Open Access: 6 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] CT画像と深層学習を用いた骨格標本上の形態学的変異の可視化と発見2022

    • Author(s)
      森田尭
    • Journal Title

      サイバーメディアHPCジャーナル

      Volume: 12 Pages: 33-36

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 動物音声認識のための教師なし機械学習2022

    • Author(s)
      森田尭
    • Journal Title

      生産と技術

      Volume: 74(3) Pages: 45-47

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Analyzing and visualizing morphological features using machine learning techniques and non‐big data: A case study of macaque mandibles2022

    • Author(s)
      Morita Takashi、Ito Tsuyoshi、Koda Hiroki、Wakamori Hikaru、Nishimura Takeshi
    • Journal Title

      American Journal of Biological Anthropology

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 44-53

    • DOI

      10.1002/ajpa.24469

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measuring context dependency in birdsong using artificial neural networks2021

    • Author(s)
      Morita Takashi、Koda Hiroki、Okanoya Kazuo、Tachibana Ryosuke O.
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 17 Issue: 12 Pages: e1009707-e1009707

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1009707

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of short-term isolation on social animals' behavior: An experimental case study of Japanese macaque2021

    • Author(s)
      Morita Takashi、Toyoda Aru、Aisu Seitaro、Kaneko Akihisa、Suda-Hashimoto Naoko、Adachi Ikuma、Matsuda Ikki、Koda Hiroki
    • Journal Title

      Ecological Informatics

      Volume: 66 Pages: 101435-101435

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2021.101435

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nonparametric analysis of inter‐individual relations using an attention‐based neural network2021

    • Author(s)
      Morita Takashi、Toyoda Aru、Aisu Seitaro、Kaneko Akihisa、Suda‐Hashimoto Naoko、Adachi Ikuma、Matsuda Ikki、Koda Hiroki
    • Journal Title

      Methods in Ecology and Evolution

      Volume: 00 Issue: 8 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1111/2041-210x.13613

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] On the Relation Between Context Dependency and Vocabulary in Human Language and Birdsong2022

    • Author(s)
      Takashi Morita, Ryosuke O. Tachibana, Kazuo Okanoya, and Hiroki Koda
    • Organizer
      Proceedings of the Joint Conference on Language Evolution (JCoLE)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CT画像と深層学習を用いた骨格標本上の形態学的変異の可視化と発見2022

    • Author(s)
      森田尭, 西村剛
    • Organizer
      第14回JHPCNシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Towards Biological Discoveries through the Eyes of AI2022

    • Author(s)
      森田尭
    • Organizer
      室蘭工業大学異分野研究セミナー
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 認知・行動科学のための機械学習2022

    • Author(s)
      森田尭
    • Organizer
      日本音響学会2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Toward end-to-end unsupervised classification of animal vocalization2022

    • Author(s)
      Takashi Morita
    • Organizer
      The 25th SANKEN International Symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトの心理・認知活動データの取得と機械学習2021

    • Author(s)
      木村司、森田尭
    • Organizer
      第66回OACIS技術座談会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2023-12-25  

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