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Transfer characteristics of emotional speech information toward elderly persons with hearing loss and development of novel speech morphing methods

Research Project

Project/Area Number 21K19794
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionWakayama University

Principal Investigator

Irino Toshio  和歌山大学, システム工学部, 教授 (20346331)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松井 淑恵  豊橋技術科学大学, 次世代半導体・センサ科学研究所, 教授 (10510034)
森勢 将雅  明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (60510013)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords高齢難聴 / 模擬難聴 / 聴覚情報処理 / 聴覚モデル / 感情知覚 / 弁別実験 / 音声分析合成 / 音声モーフィング / 心理物理実験 / 音声分析合成系WORLD / 対人コミュニケーション / 認知症リスク / 感情伝達 / 音声信号処理
Outline of Research at the Start

超高齢社会において、高齢難聴とそれに伴う対人コミュニケーションの低下は認知症リスクのきわめて高い要因となっている。この問題を解決し、より良き対人関係を築くための基盤として、お年寄りに「気持ち」(感情)を伝える際の音声の特徴や知覚特性の解明を試み、理論として定式化する難問に挑戦する。このため代表者らが開発してきた模擬難聴と音声モーフィング技術を用いて聴取実験を行い、その結果を聴覚認知モデルで説明できるようにする。さらに非常に手間のかかる音声モーフィングを自動化する革新的手法の開発を目指し、実験刺激音声作成や各種音声アプリケーションへの応用の可能性を広げる。

Outline of Final Research Achievements

Using a voice morphing tool and a hearing loss (HL) simulator, emotion discrimination experiments were conducted on combinations of three emotions, "anger," "sadness," and "happiness," for young normal hearing (YNH) participants listening to normal and simulated HL sounds. The results showed that age-related HL in the peripheral auditory system does not affect emotion perception. We also conducted experiments with older participants and found that they had more difficulty discriminating between "anger" and "sadness" than other pairs for which discrimination performance was similar to that of YNH. In addition, a prototype of an automatic voice morphing tool was developed to facilitate future experiments. It was shown that morphing with better sound quality than conventional methods is possible without using the previously required phoneme sequence information. We believe that this is an important step towards full automation in the future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高齢者への音声伝達支援のために、補聴器が従来から用いられてきた。しかし、言語内容の伝達には役立つが、感情伝達の助けとはならない。一方、感情知覚研究に関しては、心理的な知見だけで、聴覚モデル化は意識されてこなかった。本研究により、聴覚モデル化も視野に入れた基礎的な実験な知見を得ることができた。これによりお年寄りに気持ちが十分伝わる新しい補聴アルゴリズムの可能性が出てきた。さらに、音声モーフィング完全自動化に向けた大きな前進もあった。これは、単に実験刺激作成にとどまらず、さまざまな音声合成技術に適用可能で、たとえばロボットと人間とのより良いインタラクションにも活用できると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (73 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (60 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 3 results) Remarks (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
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      10.20697/jasj.78.12_718

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      Hideki Kawahara, Kohei Yatabe, Toshie Matsui, Nao Hodoshima, Mitsunori Mizumachi, Ken-Ichi Sakakibara
    • Organizer
      日本音響学会聴覚研究会
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  • [Presentation] 授業や講演を妨げずに音響特性を多点同時計測する可能性について2022

    • Author(s)
      河原英紀,矢田部浩平,水町光徳,榊原健一,松﨑博季
    • Organizer
      日本音響学会建築音響研究会
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  • [Presentation] モーフィング音声を用いた話者の個人性知覚の調査: 鼻音の有無と発話単語の同異による影響2022

    • Author(s)
      内堀颯太,河原英紀,松井淑恵
    • Organizer
      日本音響学会聴覚研究会
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  • [Presentation] WORLDに基づく時変多属性任意事例数モーフィングと周辺ツールの実装について2022

    • Author(s)
      河原 英紀,森勢 将雅
    • Organizer
      日本音響学会2022年秋季研究発表会
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  • [Presentation] 同時応答測定法を応用したピッチ抽出法評価ツールの実装について2022

    • Author(s)
      河原 英紀,矢田部 浩平,榊原 健一,北村 達也,坂野 秀樹,森勢 将雅
    • Organizer
      日本音響学会2022年秋季研究発表会
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  • [Presentation] 拡張音声モーフィングによるポップアウト属性の検証可能性2022

    • Author(s)
      河原 英紀,森勢 将雅,榊原 健一,北村 達也,牧 勝弘
    • Organizer
      日本音響学会2022年秋季研究発表会
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      廖嘉慧, 河原英紀, 松井淑恵
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      音学シンポジウム
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  • [Presentation] 同時応答測定法を応用したピッチ抽出法評価ツールの実装について2022

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      河原英紀、矢田部浩平、榊原健一、北村達也、坂野秀樹、森勢将雅
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      日本音響学会 春季研究発表会
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  • [Presentation] WORLDに基づく時変多属性任意事例数モーフィングと周辺ツールの実装について2022

    • Author(s)
      河原英紀、森勢将雅
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会
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  • [Presentation] 模擬難聴システムWHISの新実装と末梢系特性の音声了解度への影響2022

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      入野俊夫, 田丸萌夏, 山本絢子
    • Organizer
      日本音響学会 春季研究発表会
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      坂下尚史, 河原 英紀, 松井淑恵
    • Organizer
      日本音響学会 秋季研究発表会
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  • [Presentation] A new implementation of hearing impairment simulator WHIS based on the gammachirp auditory filterbank2021

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      Toshio Irino
    • Organizer
      The 3rd Japan-Taiwan Symposium on Psychological and Physiological Acoustics
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 入野 ホームページ

    • URL

      https://web.wakayama-u.ac.jp/~irino/

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  • [Remarks] 和歌山大 入野ホームページ

    • URL

      https://web.wakayama-u.ac.jp/~irino/

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  • [Remarks] 和歌山大 聴覚メディア研究室ホームページ

    • URL

      https://media.sys.wakayama-u.ac.jp/AuditoryMediaLab/

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  • [Remarks] 明治大 森勢研究室ホームページ

    • URL

      https://www.isc.meiji.ac.jp/~mmorise/lab/

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  • [Remarks] 豊橋技科大 聴覚心理物理学研究室

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      https://aplab.cs.tut.ac.jp

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 音の評価指標計算方法、評価データを生成する方法、音の評価装置、及びコンピュータプログラム2022

    • Inventor(s)
      入野俊夫
    • Industrial Property Rights Holder
      入野俊夫
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-092345
    • Filing Date
      2022
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Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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