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2008 Fiscal Year Final Research Report

Research on Speech Production using three dimensional-dynamic finite element method of the tongue and speech organs

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 18300069
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Perception information processing/Intelligent robotics
Research InstitutionFuture University-Hakodate (2008)
Kobe Kaisei College (2006-2007)

Principal Investigator

MIKI Nobuhiro  Future University-Hakodate, システム情報科学部, 教授 (30002314)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KIRITANI Shigeru  神戸海星女子学院大学, 現代人間学部, 教授 (90010032)
MOTOKI Kunitoshi  北海学園大学, 工学部, 教授 (80219980)
MATSUZAKI HIROKI  北海道工業大学, 創生工学部, 講師 (60305901)
MASAKI Shinobu  (株)国際電気通信基礎研究所, 認知情報科学研究所, 研究員 (40181630)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) TAKEMOTO Hironori  (株)国際電気通信基礎研究所, 認知情報科学研究所, 研究員 (40374102)
TAKANO Sayoko  (株)国際電気通信基礎研究所, 脳活動イメージングセンタ, 研究員
Project Period (FY) 2006 – 2008
KeywordsTongue model / FEM simulation / Articulation / Vocal tract acoustics / MRI
Research Abstract

タギングMRI法による舌の運動観測を行った. 舌の高速度の変形および正中方向への圧縮が見られ, 従来の外舌筋機構に加えて内舌筋の関与が示唆された. FEMシミュレーションによる舌変形モデルの解析を行い, /i/の調音に於けるMRI計測結果とFEMによる変形の時間推移がほぼ一致することを示した. 声道の三次元形状を矩形音響管の縦続接続したモデルにおいて, 高次モードの減衰定数の計算法を示した. 損失のある分布定数回路モデルによって, 声門下の入力インピーダンスモデルを有理多項式モデルによって近似法を示し, このモデルを使って, 声道内損失が声帯波形を滑らかにすることを示した. MRI観測による声道形状のデータから, implicit surfaceを構成するアルゴリズムを開発した. これを用いて, メッシュレスアルゴリズムMLPG(Meshless Local Petrov Galerkin method)による音響解析を行った. 複雑な声道形状に対して, 声道伝達関数の近似計算法の方向性を示した. 光マイクロホンを用いたMRI観測中の音声観測法について実験を行い, ノイズが少なく観測できることの有効性を示した.

  • Research Products

    (47 results)

All 2009 2008 2007 2006

All Journal Article (8 results) Presentation (39 results)

  • [Journal Article] Effects of side cavities and tongue stabilization : Possible extensions of the quantal theory2009

    • Author(s)
      Kiyoshi Honda, Sayoko Takano, and Hironori Takemoto
    • Journal Title

      Journal of Phonetics, printing

  • [Journal Article] Approximation method for time-domain simulation in the lossy vocal tract and evaluation of frequency dependent losses for glottal source flow2008

    • Author(s)
      K. Hayashi and N. Miki
    • Journal Title

      J. Acoust. Soc. Jpn.(E) 29

      Pages: 130-138

  • [Journal Article] Deformation of the hypopharyngeal cavities due to F0 changes and its acoustic effects2008

    • Author(s)
      Hironori Takemoto, Tatsuya Kitamura, Kiyoshi Honda, and Shinobu Masaki
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology 29

      Pages: 300-303

  • [Journal Article] 音声生成過程の可視化2008

    • Author(s)
      鏑木時彦, 正木信夫, 元木邦俊, 松崎博季, 北村達也
    • Journal Title

      日本音響学会誌 64, 7

      Pages: 412-417

  • [Journal Article] A bone-conduction systen for auditory stimulation in MRI2007

    • Author(s)
      Y. Nota, T. Kitamura, K. Honda, H. Takemoto, H. Hirata, Y. Shimada, I. Fujimoto, Y. Shakudo, and S. Masaki
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology 28

      Pages: 33-38

  • [Journal Article] Realization of subglottal system using ARMA filter2007

    • Author(s)
      N. Miki and K. Hayashi
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology 28

      Pages: 431-433

  • [Journal Article] 光マイクロホンを用いたMRI撮像時の騒音測定2006

    • Author(s)
      北村達也, 正木信夫, 島田育廣, 藤本一郎, 赤土裕子, 本多清志
    • Journal Title

      日本音響学会誌 62

      Pages: 379-382

  • [Journal Article] Measurement of temporal changes in vocal tract area function from 3D cine-MRI data2006

    • Author(s)
      H. Takemoto, K. Honda, S. Masaki, Y. Shimada, and I. Fujimoto
    • Journal Title

      J. Acoust. Soc. Am 119

      Pages: 1037-1049

  • [Presentation] メッシュフリー法による声道の音響解析2009

    • Author(s)
      永井智也, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-144, pp.13-18)
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] オクトツリを用いた陰関数表示による3次元声道形状の高速表示アルゴリズム2009

    • Author(s)
      田澤宏季, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-143, pp.7-12)
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] ノイズ環境における音声のホルマント推定法の評価2009

    • Author(s)
      竹村圭介, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-142, pp.1-6)
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] 声道壁インピーダンスを考慮した高次モードの伝搬定数について2009

    • Author(s)
      元木邦俊, 松崎博季
    • Organizer
      北海学園大学工学部研究報告(36, pp.161-174)
    • Year and Date
      20090200
  • [Presentation] 磁気共鳴画像方(MRI)を用いた音声生成機構観測技術の進展2008

    • Author(s)
      正木信夫
    • Organizer
      第53回日本音声言語医学会総会・学術講演会予稿集(48)
    • Place of Presentation
      三原・三原市芸術文化センター
    • Year and Date
      20081000
  • [Presentation] 音声生成過程の可視化技術としてのMRI2008

    • Author(s)
      正木信夫
    • Organizer
      情報通信技術研究交流会(AC・Net)172回講演会
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 非圧縮性を考慮した粘弾性体舌モデルの有限要素法によるシミュレーション2008

    • Author(s)
      松崎博季, 高野佐代子, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会(3-4-15, pp.315-316)
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 3次元声道モデルにおける高次モードの伝搬損失について2008

    • Author(s)
      元木邦俊, 松崎博季
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会(2-P-33, pp.429-430)
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 音声生成機構の可視化2008

    • Author(s)
      鏑木時彦, 正木信夫, 元木邦俊, 松崎博季, 北村達也
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会(1-2-13, pp.1497-1500)
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] 音声生成系の数値解析と可視化に関する一考察2008

    • Author(s)
      松崎博季, 高野佐代子, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会アコースティックイメージング研究会, (AI2008-2-1, BT-2008-7)
    • Place of Presentation
      日本超音波医学会基礎技術研究会
    • Year and Date
      20080800
  • [Presentation] FEM simulation of tongue deformation for /i/ with a four-cube model applied to tagged cine-MRI data2008

    • Author(s)
      S.Takano, H.Matsuzaki, and K.Motoki
    • Organizer
      Acoustics'08 Paris, 4pSCb30, [J. Acoust. Soc.Am., 123, 5, Pt.2, pp.3738]
    • Place of Presentation
      Paris
    • Year and Date
      20080700
  • [Presentation] 音響シミュレーションにおけるMLPG法と有限要素法の精度評価2008

    • Author(s)
      永井智也, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-22, pp.353-358)
    • Year and Date
      20080600
  • [Presentation] 適応的スペクトス傾斜補正によるホルマント推定2008

    • Author(s)
      東俊介, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-21, pp.347-352)
    • Year and Date
      20080600
  • [Presentation] 声道形状のImplicit Functionによる高速3D表現法2008

    • Author(s)
      田澤宏季, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2008-20, pp.341-346)
    • Year and Date
      20080600
  • [Presentation] The genioglossus as a triangular muscle : fiber arrangement and its articulatory effects2008

    • Author(s)
      Kiyoshi Honda, Sayoko Takano, Hironori Takemoto, Yasuhiro Shimada, and Shinobu Masaki
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Biomechanics, Healthcare and Information Science
    • Place of Presentation
      Kanazawa
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Magnetic Resonance Imaging Methods for Speech Research Integrated at ATR BAIC2008

    • Author(s)
      Shinobu Masaki, Yasuhiro Shimada, Ichiro Fujimoto, Hironori Nishimoto, Sayoko Takano, Yukiko Nota, Hironori Takemoto, Tatsuya Kitamura, and Kiyoshi Honda
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Biomechanics, Healthcare and Information Science
    • Place of Presentation
      Kanazawa
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Investigation of the intrinsic tongue muscles for production of /i/ using tagged cine-MRI and a four-cube FEM model2008

    • Author(s)
      S.Takano, H.Matsuzaki, and K.Motoki
    • Organizer
      International Symposium on Biomechanics, Healthcare and Information Science
    • Place of Presentation
      Kanazawa
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] MRI動画データの分析に基づく日本語音声音節の合成2008

    • Author(s)
      竹本浩典, モクタリ・パーハム, 北村達也, 井上謙次, 正木信夫
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会(pp.317-318)
    • Place of Presentation
      津田沼・千葉工業大学
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] 母音連鎖/ei/発声時の多断面タギングMRIによる舌の内部変形の計測2008

    • Author(s)
      高野佐代子, 松崎博季, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会(2-4-10, pp.333-334)
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Time-domain FEM simulation of Japanese and French vowel/a/ with nasal coupling2008

    • Author(s)
      松崎博季, セルリエアントアン, バダンピエール, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会(2-4-9, pp.331-332)
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] 舌の4立方体モデルから得られた簡易声道形状モデルに関する有限要素法による音響シミュレーション2008

    • Author(s)
      松崎博季, 高野佐代子, 元木邦俊
    • Organizer
      北海学園大学工学部研究報告(35, pp.151-158)
    • Year and Date
      20080200
  • [Presentation] 音響放射パワーに基づく3次元声道モデルの伝達特性評価法2008

    • Author(s)
      元木邦俊, 松崎博季
    • Organizer
      北海学園大学工学部研究報告(35, pp.131-141)
    • Year and Date
      20080200
  • [Presentation] Integrated magnetic resonance imaging methods for speech science and technology2008

    • Author(s)
      Shinobu Masaki, Yukiko Yota, Sayoko Takano, Hironori Takemoto, Tatsuya Kitamura, and Kiyoshi Honda
    • Organizer
      Acoustics'08
    • Place of Presentation
      Paris
    • Year and Date
      2008-06-07
  • [Presentation] 道具としての脳計測技術 : fMRI・MEG-実践的脳活動イメージング入門-2007

    • Author(s)
      正木信夫
    • Organizer
      計測と制御(46, pp.796-802)
    • Year and Date
      20071000
  • [Presentation] MRIが切り拓く音声研究の未来2007

    • Author(s)
      正木信夫, 北村達也, 竹本浩典
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会講演論文集(pp.453-345)
    • Place of Presentation
      甲府・山梨大学
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 3D and planewave acoustic propagation comparisonfor a Japanese and a French vowel/a/with nasal coupling2007

    • Author(s)
      松崎博季, セルリエアントアン, バダンピエール, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会(2-4-15, pp.471-474)
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] 3次元声道モデルにおける伝達特性の評価方法について2007

    • Author(s)
      元木邦俊, 松崎博季
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会(1-P-16, pp.439-440)
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Approximation method of subglottal system using ARMA filter2007

    • Author(s)
      N. Miki and K. Hayashi
    • Organizer
      Interspeech2007(Wed.P2-2, pp.1370-1373)
    • Place of Presentation
      Antwerp, Belgium
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] A four-cube FEM model of the extrinsic and intrinsic tongue muscles to simulate the production of vowel/i/2007

    • Author(s)
      S.Takano, H.Matsuzaki, and K.Motoki
    • Organizer
      Interspeech2007(TuC.O2-3, pp.62-65)
    • Place of Presentation
      Antwerp, Belgium
    • Year and Date
      20070800
  • [Presentation] 舌の粘弾性モデルの実装とシミュレーションの実際2007

    • Author(s)
      松崎博季, 高野佐代子, 元木邦俊
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会(3-8-16, pp.255-256)
    • Year and Date
      20070300
  • [Presentation] 簡易形状モデルを用いた有限要素法による調音運動/ei/の筋活動の検討2007

    • Author(s)
      高野佐代子, 松崎博季, 元木邦俊, ライナー・ウィルヘルム-トリカリコ
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会(3-8-15, pp.253-254)
    • Year and Date
      20070300
  • [Presentation] MRIによる歯列計測法 : 熱可塑性エラストマー製マウスピースを用いて2007

    • Author(s)
      北村達也, 平田宏之, 本多清志, 藤本一郎, 島田育廣, 正木信夫, 西川員史, 福井孝太郎, 高西淳夫
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(医用工学)(107(113), pp.7-10)
    • Place of Presentation
      東京・シーメンス本社
    • Year and Date
      20070000
  • [Presentation] [講演]MRIで音声・聴覚を研究する2006

    • Author(s)
      正木信夫
    • Organizer
      電子情報通信学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      岩手県・岩手県立大学
    • Year and Date
      20061200
  • [Presentation] 音声・聴覚研究の新技術としてのMRI2006

    • Author(s)
      正木信夫
    • Organizer
      日本音響学会聴覚研究会資料(36, H-2006-117)
    • Place of Presentation
      岩手県・岩手県立大学
    • Year and Date
      20061000
  • [Presentation] 声道内損失の性近似と肺モデルを用いたフィルタ2006

    • Author(s)
      林恭平, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2006-44, pp.13-18)
    • Year and Date
      20060800
  • [Presentation] 周波数依存伝搬定数を含む高精度近似による声道のフィルタモデル2006

    • Author(s)
      林恭平, 三木信弘
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告(SP2006-6, pp.1-6)
    • Year and Date
      20060600
  • [Presentation] MRI観測を基礎にした音声生成系研究の進展2006

    • Author(s)
      北村達也, 正木信夫
    • Organizer
      日本音響学会誌(62, pp.385-390)
    • Year and Date
      20060500
  • [Presentation] 音の高さの変化による下咽頭腔の変形とその音響効果2006

    • Author(s)
      竹本浩典, 北村達也, 本多清志, 正木信夫
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会講演(pp.253-253)
    • Place of Presentation
      東京・日本大学理工学部
    • Year and Date
      20060300
  • [Presentation] Measurement of tissue deformation in the tongue during a vowel sequence /ei/ using tagged-cine MRI2006

    • Author(s)
      Sayoko Takano and Kiyoshi Honda
    • Organizer
      International Seminar on Speech Production
    • Year and Date
      20060000

URL: 

Published: 2010-06-10   Modified: 2016-04-21  

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