2012 Fiscal Year Research-status Report
人工喉頭音源を利用したコミュニケーション支援システムの研究
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24650354
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
上見 憲弘 大分大学, 工学部, 准教授 (70280857)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ユーザインタフェース / 医療・福祉 / 発話補助 / 人工喉頭 / 音声 |
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| Research Abstract |
声帯機能が使えない人を対象に、人工喉頭音源を用いて、発声ができる場合はその音声の明瞭性や自然性を上げる方法を、発声できない場合は残存発声関連機能を装置入力デバイスに活用する手法を調べている。本年度の成果について以下に述べる。
まず、不自然になる人工喉頭音声を、フレーズ指令とアクセント指令に基づくイントネーション付加モデルを参考として指圧で制御する方法について検討した。１．指圧に比例して声高さが変化する擬似アクセント成分に一定の割合で声高さが低くなる擬似フレーズ成分を加えた制御方法と２．指圧によるフレーズ指令とアクセント指令から声高さパターンを数式で生成する方法を比較した。聞いた単語アクセント型を、即座に真似るように指圧で声高さを制御させたところ、どちらも同程度のイントネーションを付加できたが、即座に行うことは難しかった。また、聴取実験や、制御のしやすさの評価から呼気流でのイントネーション制御の変換関数を求めた。このような制御方法を比較していくことでイントネーション制御の半自動化方法に繋がると考えている。
また、口の形や舌の位置の情報を、人工喉頭を用いて発した音声のホルマント情報から推定し、ポインティングデバイスの操作に利用する手法について検討している。人工喉頭は一般的には喉にあてて用いるが、当て方や使用時の状況により、人工喉頭の振動音が声道に伝わらないことがある。そこで比較的音を声道に送りやすい頬に当てた場合とパイプを用いて口から送り込んだ場合についてホルマント特性に差がないかを調べた。頬やパイプの場合は喉の場合よりホルマントが抽出しづらく、人工喉頭音源波形の特性の調整や振動子からの直接音の除去方法の検討、ホルマント抽出プログラムの調整が必要であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、初年度は人工喉頭音源の制御方法を中心に行う予定であったが、障害を持った被験者の数を確保することが難しかったため、次年度に内容の一部を移している。そのかわり、構音の仕方や人工喉頭音源の位置によるホルマント特性への影響の評価の一部を当該年度に行った。イントネーションの制御方法については、制御時に被験者が着目している要素についての検証がまだ不十分である。また、呼気流を用いてもある程度イントネーション制御が可能であることを確認したが、指圧や呼気圧等の各制御方法でどこまで健常者のイントネーションに近づけることができるかと言う評価が確定していない。そのため、次年度も引き続き制御方法の検討を行っていく予定である。当初予定の内容と次年度の内容が入れ替わっている部分もあるが、1年分の研究成果として考えると当初予定の8割程度は達成できたのではないかと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度検討しきれなかった内容と当初予定していた内容を同時に進める。修士の院生2名と学部生1名以上を本研究に担当してもらい、確実に成果を上げていく。
1. 人工喉頭音源の制御方法についての検討 - 人工喉頭音源の呼気流制御がある程度可能であることがわかった。そこで、指圧や呼気圧の制御に呼気流制御を加え、それぞれでイントネーションを制御したときに、被験者がどのような要素に注目して発話タイミングやイントネーションの制御を行っているかを明らかにする。そして、半自動的なイントネーション付加方法に役立てる。また、実際に障害のある被験者の評価も行う。
2.人工喉頭音源を用いた時の声道特性の検討 -喉頭がある場合とない場合について、人工喉頭により声道の外部から音源を与えた時に、声道特性がどのように変化するかについて検証する。喉頭がある場合については最初は健常者について検討し、その結果を踏まえた上で喉頭に障害をもっている場合などについても検証をおこなう。
3.装置入力デバイスの検討と障害者のホルマント特性の検証 - ホルマントを装置入力デバイスとして利用するために、ホルマント情報をディスプレイ上のポインタの位置情報に変換し、そのポインタの制御性について調べる。また、障害による口の動かし方の違いで起こるホルマントの出現範囲の違いについても明らかにする。障害といっても、口や舌の動かし方にはほとんど影響がないものから大きな影響を与えるものまで、さまざまである。それぞれ場合分けをしながら、生成できるホルマントの範囲を調べる。本項目については障害者の協力が必要であり、被験者が十分に集まらない場合も予想できるため、最終年度にまたがって行う予定である。また、被験者の協力による心理物理学実験を含んでいるため、インフォームド・コンセントやプライバシーについても十分に配慮し研究を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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