2018 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 | 構音障害 / 音声 / ホルマント / 声質 / 音韻 |
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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。前年度の平成29年度には、声質維持アルゴリズムの改良（構音・発声機能）について、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、アルゴリズムを開発した。また、専用ハードウェアの設計（構音機能）について、部品の選定等の準備を進めた
平成30年度は、さらに、専用ハードウェアの設計・試作と、そのアルゴリズム検証を進めた。
＜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装置の設計と試作を行った。具体的には、喉元に接触させた喉頭マイクからの音声波形（構音障害音声）に対して、第1ホルマント(F1)、第2ホルマント(F2)を付加させた音声を付加する、約80 ㎜×70 ㎜×20 ㎜のサイズの装置を作成した。この際のF1とF2は指で操作できる小型のジョイスティック型デバイスでコントロールさせた。この試作により、携帯可能な音声支援システムの実現性をある程度示すことができたが、内部のアルゴリズムや入力デバイスの操作に要する力の調整などの改良を要することが示された。
<声質維持アルゴリズムの改良（構音・発声機能）について＞ 上記の専用ハードウェアを用いた実験により、話者自身の抑揚をそのまま用いる支援機の実現性を示すことができた。一方で、個人の声質に対応した周波数特徴量の付加に関しては、リアルタイム処理のための改良が引き続き必要であることが示されたため、次年度に声質アルゴリズムの検討とともに、専用ハードウェアへの実装を行いながら検証していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要に述べた専用ハードウェアの設計と試作について、試作機の動作エラーの修正や、アルゴリズムの修正が重なり、予想以上に時間を要し、遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
声質維持アルゴリズムの改良（構音・発声機能）について、前年度までに検証された、擬似声帯音を連続的に生成するアルゴリズムの改良を進め、構音機能にあたる音声生成アルゴリズムを改良することで、母音と子音について分類に従って生成方法と必要パラメータを修正・検討する。ここでの生成アルゴリズムは汎用ＰＣ上でリアルタイムに音声を生成させて改良を進める。
専用ハードウェアの設計（構音機能）について、前年度の試作を踏まえ、必要に応じて入力デバイスや擬似子音付加手法を改良し複数回の試作を行う。なお、試作機の内容は、対象者が声を出しながらデバイスを制御することで、本人が出した韻律に対して構音機能のみを入力デバイス操作で補うものを目指す。
また、前年度に予定していた、韻律制御機能の改良（発声機能の改良）について、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、各種センサを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っていく。
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| Causes of Carryover |
専用ハードウェアの設計と試作について、試作機の動作エラーの修正や、アルゴリズムの修正が重なり、予想以上に時間を要し、遅れが生じたため、複数回の試作に要する費用が次年度へ延期になった。また、同様の理由で、予定していた３Dプリンタ等の機材購入が延期となった。
次年度以降に、予定していた機材の購入と基板の発注等を行う。
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