2017 Fiscal Year Research-status Report
構音・発声器官の機能を模擬する発話障害者の音声支援器に関する研究
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17K01555
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藪 謙一郎 東京大学, 高齢社会総合研究機構, 特任研究員 (50626215)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 音声生成 / 構音障害 / ホルマント / 声質 / 音韻 / 韻律 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、「構音器官（舌）の動き」を「指の動き」に代替して、操作盤面上を指やペンでなぞると、位置と動きに基づいた声がアナログ楽器のようにリアルタイムに生成される支援機の方式について、「構音」と「発声」の双方の機能を改良しながら、ポータブルな専用機の開発を目標としている。
平成29年度においては、特に、声質維持アルゴリズムの改良と、専用ハードウェアの設計、について焦点を当てて研究を進めた。
<声質維持アルゴリズムの改良（構音・発声機能）について＞ 平成２８年度までの研究で得られた声質維持手法を発展させ、専門的な知識を持たない人でも個人の音声を設定できるように、アルゴリズムを考案し実装した。具体的には専門家による調整が必要であったF1-F2 を除去した線形予測フィルタの同定および、擬似声帯音の生成を、個人が音声を入力するだけで設定できるようにした。これによって、ユーザが数秒の「あー」サンプル音ファイルを与えるだけで、その声に近い、任意のF1-F2を持つ声を生成できるようになった。さらに、これを発展させて、線形予測係数をリアルタイムに計算しながら、擬似声帯音を連続的に生成するアルゴリズムを実装し、汎用パソコン(ＰＣ)のソフトウェア上で動作させることができた。これにより、声帯音が正常で構音だけに異常がある患者は、自身の声をリアルタイムに発声しながら、音声ホルマントをリアルタイムに指の動きに応じて矯正することが可能になると考えている。
＜専用ハードウェアの設計（構音機能）について＞ 構音障害音声の支援器の試作の初期段階として、マイコン制御による音声入出力機能、各種インタフェースの入出力機能を備えた電子回路等の開発の下準備として、部品やマイコンの選定を行った。回路の設計までは至らなかったが、概ね、ポータブルな音声生成器の初期試作の見通しを付けることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要に述べた音声生成アルゴリズムの実装と検証および、ハードウェアの設計に用いる適切な部品等の選定に予想以上に時間を要した。また、本課題の韻律制御機能の基礎となる、人工喉頭の改良に時間を要したことも、本課題の進捗に影響した。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね計画変更せず、引き続きハードウェア設計を実施し、ポータブルな音声生成器の初期試作機を作成してリアルタイム音声生成アルゴリズムの検証を進める。
また、韻律制御機能の改良（発声機能の改良）として、音声の分析と物理的なモデルを考察し、ヒトが意図的に行っている韻律制御要素とそうでない要素は何であるかという点に着目して、電気式人工喉頭の振動子に接続して動作検証を行いながら、アルゴリズムの検討を行う。
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| Causes of Carryover |
ハードウェアの設計に用いる適切な部品等の選定に予想以上に時間を要し、部品購入や基盤の発注を年度中に行うことができなかった。
次年度以降に、本年度に予定していた部品の購入と基板の発注等を行う。
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