2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K12041
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
羽田 陽一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80647496)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 空間発話特性 / 指向特性 / 音響信号処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢化社会に向けて補聴支援技術はますます重要性を増している一方，昨今のコロナ禍においては，大きな声での会話ははばかられるような状況にある。補聴器に代表される会話支援技術は，主に聞く側の観点からの検討であり，発声側に着眼した研究はこれまで行われてきていない。最近では発話へのマスクの影響を調べた研究速報も見られるが，音響特性上は有意な差異は実はない。一方，本研究課題では，ヒトの声の放射指向特性を動的に把握し，その特性に基づいて音声を空間的に強調，あるいは抑圧する方法を明らかにし，コミュニケーションや遠隔会議での臨場感向上技術の提供を目的とする。昨年度は主に，人の発話における音の動的な空間放射特性の測定と可視化のツールを作成し，無響室および通常の残響のある実験室において測定を行えるように環境整備を行った。今年度はより詳細な測定を行うために，装置の改良，および母音発話の測定，解析を進めた。その結果，人の発話放射特性は，音韻により異なり，例えば「あ」であれば，前方や上方向にも音は広がるが，「い」では横方向に音が広がりやすいなど，音韻によって発話特性が異なることが分かった。さらに，個人による違いは音韻による違いより小さいことが分かった。
また，本知見に基づいた発話の放射特性の模擬や制御のために，今年度は，３次元空間の音圧を測定する装置の試作を進めた。これまでに，通常のスピーカ，バスレフ型スピーカにおける音の広がり等を可視化することに成功しており，今後，発話模擬用のスピーカを作成し，検証を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は昨年度から予定していた人の発話放射特性の測定と解析については予定どおり実施したが，昨年度作成した装置に不備が見つかり，修正を行ったため予定が遅れた。また，コロナ禍の影響により発話の測定も思うように進められず，母音のみの測定と解析になった。ただし，このような中においても，発話放射特性について話者性と音韻性についての知見を得ることができた。発話放射音の抑圧の検討の前に，発話特性を模擬するスピーカシステムを検討することにしたが，解析までにとどまり，また，音韻によって放射特性が異なる点を，静的なスピーカでどのようにして実現するかについて考える必要があることが分かった。
一方で，申請者らがこれまで行ったきた球面調和関数展開に基づく音響信号処理を応用し，発話の指向特性を解析したところ，母音の「あ」と「い」の特性において，前方，上方，側方の音の出方に話者によらない特徴があることが分かった。模擬スピーカとしてこられの知見を応用する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた結果および当初の計画から，今後の方策としては，(1) 母音以外の発話放射特性の測定および解析，(2)人の発話放射特性を模擬するためのスピーカシステムの検討，(3) 制御用スピーカの検討を軸に研究を進める。(1)に関しては，無響室において話者に定型文を発話してもらう方法，子音を個別に発話してもらう方法，ピッチを変えながら発話してもらう方法などにより，複数人かつ多様な発話の測定を行う。また，(2)の発話模擬のスピーカの検討については，発話特性を低次の球面調和特性で解析し，その大きさを求めることで，球面調和特性を模擬できるようなスピーカで再現可能かを検証する。(3)については，頭部を囲むようなスピーカ配置や例えば椅子の背もたれが頭部上方まであるような形状を想定し，背もたれの周囲にスピーカを配置し，背もたれから回り込む音を抑圧するようなシステムの検討を行う。この際，背もたれの形 状の検討も合わせて行う。実際にリアルタイムでの性能評価は困難であると考えられるが，物理的に制御可能であるかについては明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で海外渡航による学会発表を行えなかったため差額が生じた。今年度は年度末に開催される国際会議においては状況により渡航しての現地発表を予定している。また，これがかなわないと判断された段階では，模擬スピーカアレーの試作を実施する予定である。
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