2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of speech intelligibility index and assistive techniques based on auditory characteristics
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16H01734
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
入野 俊夫 和歌山大学, システム工学部, 教授 (20346331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吐師 道子 県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (40347779)
津崎 実 京都市立芸術大学, 音楽学部, 教授 (60155356)
岡本 康秀 慶應義塾大学, 医学部, 客員講師 (10317224)
松井 淑恵 豊橋技術科学大学, 情報・知能工学系, 准教授 (10510034)
戸田 智基 名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (90403328)
河原 英紀 和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (40294300)
坂野 秀樹 名城大学, 理工学部, 准教授 (20335003)
森勢 将雅 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60510013)
西村 竜一 和歌山大学, システム工学部, 助教 (00379611)
榊原 健一 北海道医療大学, リハビリテーション科学部, 准教授 (80396168)
水町 光徳 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90380740)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 明瞭音声 / 音声了解度客観指標 / 模擬難聴 / 補聴信号処理 / 音声分析合成 / 実時間音声信号処理 / 言語聴覚士養成課程 / 発話訓練 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目標達成のための4研究項目を推進し、以下の成果を得た。
【1】聴覚信号処理： 新客観音声明瞭度指標"GEDI"（ジェダイ）の特許申請をした。また、従来より厳しい条件のバブル雑音下での了解度試験を実施し、GEDIが従来法よりも精度良く推定できることを示した。さらに、難聴者実験の導入にむすびつく模擬難聴条件下での了解度試験も実施した。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価: 聴覚末梢系特性の推定方法に関し、低音圧レベルも含めた従来に無いノッチ雑音マスキング実験を実施し、絶対閾値付近の特性を出した。このデータから聴覚フィルタを推定するため、蝸牛雑音を導入してノッチ雑音閾値と絶対閾値の両方の予測誤差を最小化する新手法を提案した。音声からの寸法知覚に関して、通常発声とささやき声を直接比較する実験を行なった。不自然な音声に聞こえる声帯振動周波数(GPR)と声道長(VTL)との組み合わせの場合、GPRが寸法判断に大きく影響するという新知見を得た。さらに難聴者も含む聴覚の時間変調伝達特性を短時間で測定可能とする手法を論文化した。
【3】音声音響信号処理: Webブラウザで利用できる模擬難聴システム(HIsim)を改良し実用化に近づけた。この信号処理を担うc言語版を実時間動作のVSTプラグインに実装し、難聴の程度のピアノ演奏への影響の実験も実施した。補聴器にも応用できるマイクロホンアレー信号処理で、音声歪みの低減と雑音抑圧を両立する方法を考案した。また、外部雑音の統計的性質を加味した音声合成系で性能を向上させた。
【4】教育評価・明瞭音声データ: 模擬難聴システムを用いた発話の明瞭化訓練の実験枠組みを作り、難聴の程度と訓練の効果との関係を調べ、明瞭音声分析のためのデータ収集もできた。言語聴覚士学会において、養成課程での演習授業の実践を紹介し、多く参加者から利用希望がくる大きな反響を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下に示す項目すべて順調に進んでいる。
【1】聴覚信号処理：新音声明瞭度客観評価指標"GEDI"を国際会議で発表し特許申請も行った。また性能評価に供するため、健聴者が模擬難聴システムを通して聴取する条件の了解度試験も行いデータ収集した。将来的には老人性難聴者の明瞭度予測の基礎となる。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価：蝸牛雑音を聴覚フィルタと絶対閾値の同時推定に用いる手法を提案した。老人性難聴者のデータ適合に不可欠と考えられる。さらに、国際共同研究先と模擬難聴システムを用いた場合の聴覚フィルタ推定実験を実施した。これら２件は聴覚関係で最高峰の国際会議で発表予定となっている。また、寸法知覚に関しても従来知られていない興味深い結果を得た。さらに、synaptopathyと呼ばれる聴覚障害の診断に役立つと考えられる、聴性脳幹反応(ABR)の第1波を強調する最良のチャープ信号を見つけた。
【3】音声音響信号処理: 模擬難聴システムHisimに関して開発が順調に進み、今後の活用に期待できる状況となった。Web-base版、c言語実時間処理のVSTプラグイン版とGUI版を開発した。実時間模擬難聴を音楽演奏実験に用いることも行った。また、模擬難聴演習の現場で音圧較正に不可欠となる、安価な簡易音圧確認治具(ChomeJig)を開発した。音声の明瞭性と物理特徴を対比し、表現しにくかった音声印象に対して「通響性」という新評価語を提案した。明瞭性向上につながる成果が次々と出ている。
【4】教育評価・明瞭音声データ: 言語聴覚士養成課程において模擬難聴システムを用いた演習を行った。模擬難聴音フィードバックで、明瞭音声の発声訓練をする実験を行ない、効果を評価するとともにデータ収集も順調に行った。また、発話と聴知覚の関係調査のため、発話明瞭度と相関の高い発声時の調音パラメータの検討も行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
【1】聴覚信号処理： 新音声明瞭度客観評価指標"GEDI"に関してさらに改良を進め、模擬難聴者の結果や様々な雑音に対する予測性能の向上を目指す。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価：蝸牛雑音導入推定法を老人性難聴者のデータにも適用し、推定の精度を向上させる。また、寸法知覚に関しての特性をさらに明確化するため、知らない言語音の場合・話者が異なる場合・模擬難聴者の場合の実験を進める。また、実験で得られた寸法知覚特性を適確に推定できる計算モデルを検討する。
【3】音声音響信号処理: 音声合成系に"GEDI"を組み合わせ、明瞭度改善を図る枠組みに関して検討する。模擬難聴システムのreal-time動作版とWeb-base版をさらに改良し、聴覚実験や教育実習に本格導入する。
【4】言語聴覚士による模擬難聴の直接的評価や、養成課程における教育効果の評価、発話向上訓練の実験をさらに進める。明瞭音声の特徴量を抽出するとともに、聴覚モデルを構築し、収集したデータを予測できるようなモデルの構成やパラメータ推定に関して検討を進める。
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Research Products
(43 results)
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[Presentation] 音響教育のためのスピーカ及び簡易音圧確認治具2017
Author(s)
岩城龍之介,松浦弘樹,櫻井梨七,中川望己,奥谷友梨,山内悠記,上村怜央,東山宗一,横田健治,入野俊夫
Organizer
日本音響学会関西支部,第20回関西支部若手研究者交流研究発表会
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[Patent(Industrial Property Rights)] 音声明瞭度計算方法、音声明瞭度計算装置及び音声明瞭度計算プログラム2017
Inventor(s)
荒木章子,木下慶介,中谷智広,山本克彦,入野俊夫,松井淑恵
Industrial Property Rights Holder
荒木章子,木下慶介,中谷智広,山本克彦,入野俊夫,松井淑恵
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
特願2017-151370
