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喉頭の発声機構に基づく声質の解明および音声治療への応用

Research Project

Project/Area Number 22K09695
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

児嶋 剛  京都大学, 医学研究科, 講師 (60767698)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤村 真太郎  京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (50815751)
堀 龍介  産業医科大学, 医学部, 教授 (70767699)
岡上 雄介  天理大学, 医療学部, 研究員 (70911692)
弓場 徹 (岩永馨)  三重大学, 教育学部, 名誉教授 (40144224)
末廣 篤  京都大学, 医学研究科, 特定講師 (00738247)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords音声 / 喉頭原音 / スマートデバイス / 雑音 / アプリ / 声質 / 高等 / 発声機構 / 音声治療
Outline of Research at the Start

病的音声の評価や音声治療、歌唱訓練などにおいて、「声質」は重要な情報であるが、明確な定義はないため、どうしても感覚的に評価されることが多い。音声は音源となる喉頭原音に声道の共鳴特性と開口部での放射特性が反映され生成されるが、「声質」の多くは喉頭原音の特徴としてあらわれる。本研究で内喉頭筋の運動動態が喉頭原音となる声帯の振動様式、ひいては「声質」を変化させるメカニズムを解明し、「声質」の本質的特徴をとらえる。そして「声質」の特徴に関与する喉頭の状態をリアルタイムに客観的指標として示すことを目指す。このことは音声治療や歌唱訓練における客観的指標となり、効果を高めることにつながる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は「声質」つまり音声の性状的特徴を客観的に評価することである。「声質」は音声の発声機構を鑑みると多くは喉頭原音の特徴としてあらわれるので、内喉頭筋の運動動態が喉頭原音となる声帯の振動様式、ひいては「声質」を変化させるメカニズムを解明し、音声における「声質」の本質的特徴をとらえる。そして「声質」の特徴に関与する喉頭の状態を音声からリアルタイムに客観的指標として示すことを目指す。
今までに表声/裏声の声区について独自のアルゴリズムで指標化できるアプリを開発し音声障害の区別にも有効であることを示している。Harmonics to fundamental ratio(HFR)は高調波エネルギーの基本周波数エネルギーに対する比率であるが、音声の響きの豊かさを表現する指標として有効であり声質の特徴を示す一つの指標となる。一方でこのようなアプリを日常診療で使用するうえで問題になる雑音の影響についての検討を2024年度は行っている。特に音声の質を判断する指標である聴覚印象評価であるGRBAS評価をAIで評価する試みを行っているが、このAIでの評価に雑音がどの程度影響を与え、その影響を取り除く方法についての検討を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

音声データの収集が最初の数年できなかったこともあり全体的に研究の遅れを認め1年研究延長を認めてもらった。すでにある音声データや、患者データを利用することで当初計画していた研究を遂行しつつある。

Strategy for Future Research Activity

アプリの開発をすすめ、実際に治療や音声訓練に使える形にすること目指す。

Report

(3 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] The Effect of Noise on Deep Learning for Classification of Pathological Voice2024

    • Author(s)
      Hasebe Koki、Fujimura Shintaro、Kojima Tsuyoshi、Tamura Keiichi、Kawai Yoshitaka、Kishimoto Yo、Omori Koichi
    • Journal Title

      The Laryngoscope

      Volume: 134 Issue: 8 Pages: 3537-3541

    • DOI

      10.1002/lary.31303

    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 高調波エネルギー指標を用いた音響分析ツールの開発2023

    • Author(s)
      藤村真太郎
    • Organizer
      第85回 耳鼻咽喉科臨床学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい音声評価指標Harmonics to fundamental ratioによる病的音声の評価2023

    • Author(s)
      中濱千晶
    • Organizer
      第124回 日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 雑音の影響下におけるGRBAS尺度評価アプリの精度向上2022

    • Author(s)
      児嶋剛
    • Organizer
      第35回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい音声評価指標Harmonics to fundamental ratioを用いた健常者音声における基本的特徴についての検討2022

    • Author(s)
      中濱千晶
    • Organizer
      第35回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-12-26  

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