2014 Fiscal Year Annual Research Report
聴覚音声支援のための聴知覚特性の解明と信号処理開発
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25280063
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
入野 俊夫 和歌山大学, システム工学部, 教授 (20346331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河原 英紀 和歌山大学, システム工学部, 教授 (40294300)
西村 竜一 和歌山大学, システム工学部, 助教 (00379611)
津崎 実 京都市立芸術大学, 音楽学部, 教授 (60155356)
吐師 道子 県立広島大学, 保健福祉学部, 教授 (40347779)
中川 誠司 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究員 (70357614)
籠宮 隆之 大学共同利用機関法人人間文化研究機構国立国語研究所, 研究情報資料センター, 助教 (10528269)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 聴覚音声知覚 / 信号処理 / 実験心理 / 言語聴覚士 / 補聴器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度高齢化社会で不可欠となる効果的な聴覚音声支援の基盤整備を目標として、次の4つの課題に取り組んだ。
1)健聴者／難聴者の聴知覚特性の解明: 1a)提案してきた非対称レベルマスカを用いた聴覚フィルタ形状-圧縮特性同時推定法の実験を、 1kHz、4kHzでも実施した。この過程でモデル適合の問題点を見つけ、解決法を提案した。1b) 異なるスペクトル傾斜を持つ音声からの寸法形状知覚実験を行い、結果を説明する計算理論を提案した。聴覚的スペクトルの周波数軸方向の変化率が重要なことが音声分野の新知見として得られた。1c)難聴者-健聴者の対比のため、重度難聴者用の超音波骨導補聴器を用いて知覚特性を調べ、脳計測も行った。また、高齢難聴者のピッチ知覚変容と末梢系特性劣化とは相関が低いとの知見を得た。
2)末梢系模擬難聴の実現: 模擬難聴処理を行って、圧縮特性が劣化している場合の、音声知覚特性を実験的に明確にした。難関国際会議の査読に通り発表予定となった。
3)知覚的音声処理の高度化と応用: GCFB聴覚フィルタバンクのさらなる高速化ための信号処理系の再設計や評価法の検討を行って準備を整えた。さらに、発見した聴覚的スペクトル変化率に関して工学応用の検討を行った。
4)聴覚音声支援： 4a) 開発したGUI付きの模擬難聴システムを、言語聴覚士養成課程における演習授業で用いる実証実験を初めて行った。受講した学生から好評価を受けるとともに、一部知覚特性の結果や、GUIシステムのユーザビリティ評価結果も得られた。4b) 明瞭な音声の特徴量を解明するために、男女1名の様々な話し方をした音声と、話者性別の反転をした合成音声を用いた知覚実験を行った。これにより明瞭な音声の特性の一部が明確になった。4c) 非線形信号処理や難聴者にも対応できる、音声明瞭度指標を開発するための信号処理基盤作りを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
上記の4課題のいずれも研究計画どおり順調に進んでおり、さらにそれよりも進んだ部分もある。特筆すべき項目を挙げる。
1b) 新しい音声特徴量の発見は、今後の音声研究にインパクトを与えるものと考えている。知覚実験も含めその後の展望が広がった。2)の知覚実験も新規知見をもたらした。4)で、模擬難聴を、おそらく本邦初で教育現場において利用することができた。評価法も当初計画よりうまく設計でき、単純な感想だけではなく知覚実験的な要素や、GUIシステムのユーザビリティ評価結果を得られた。今後の開発のきわめて重要な基礎データとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に進んでいる研究をさらに発展させる。
1)健聴者／難聴者の聴知覚特性の解明: 1a)聴覚フィルタ形状-圧縮特性同時推定法の実験を、500 Hzから4kHzの全ての周波数で完了する。データ削減法を検討し、まとめて論文投稿する。1b)さらにスペクトル傾斜の異なる有声音の寸法形状知覚実験を実施し、計算理論の妥当性を検討する。1c) 難聴者-健聴者の対比を通し、補聴器開発やピッチ知覚特性解明を進める。
2)末梢系模擬難聴の実現: 難聴者の音声知覚特性を解明するため、劣化要因を分離して制御することのできる模擬難聴処理を行った実験をさらに展開する。
3)知覚的音声処理の高度化と応用: GCFB聴覚フィルタバンクの高速化の実装を行う。聴覚スペクトル変化率を用いた音声からの話者寸法推定を行い、論文投稿する。さらには、大人子供識別手法の高度化等、工学的応用に展開する。
4)聴覚音声支援： 4a) 次年度も言語聴覚士養成課程における演習授業でGUI付きの模擬難聴システムを用いる。今年度の評価結果を反映させたシステムにするとともに、教育コースも改善する。4b) 明瞭な音声の特徴を聴覚モデルの上で明確化する。この特徴量を用いることにより明瞭な音声を合成する枠組みを作る。4c) 非線形信号処理や難聴者にも対応できる、音声明瞭度指標を開発を進める。
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| Causes of Carryover |
主に、実験の進捗状況により、補助金部分だけでほぼ謝金をカバーできた。このため、次年度の繰り越し金額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後、実験謝金や発表旅費に有効活用し、成果を挙げ報告する。
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