2014 Fiscal Year Research-status Report
残存身体機能を活かす発話障害者音声支援装置に関する研究
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26750219
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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) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 音声 / 発話障害 / ホルマント / 声質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、発話の障害を支援する音声機器として、「構音器官（舌）の動き」の代替という視点から、「指の動き」によるリアルタイム音声生成器の改良・開発を行っている。本課題は、製品化に至ったスマートフォン向けアプリの改良を行うと同時に、利用者本人に残された声や身体機能を活用できる新しい方式の開発を目的としている。
平成26年度は、ヒトの入力操作の限界値に基づいて、その限界を補うようなアルゴリズムの考案により、初心者でも導入しやすいように改良することを目指した。また、実験機において、所望の声質を再現したまま音韻を制御できる方法を考案することを目指した。入力速度を補うアルゴリズムについては、特に音声パラメータの変化が激しい子音らしい音の再現部分においてのみ速度の補完が必要で、母音部分では速度の補完が必要ではないことを利用し、アルゴリズムを改良・実装して音声生成実験を行った。特に先行研究の改良として、入力値の連続な変化軌跡を維持することと、閾値の変更機能を加え改良した。生成音の評価実験については次年度に行う予定である。
また、声質の再現については、27年度に予定していた利用者自身の残された発声機能の利用方法と関連させ、利用者自身の声を喉頭マイクにより取得し、リアルタイムに音韻を矯正するようなシステムを実装した。その際、喉頭マイクからの音声と、指による入力の時間的なずれを解消するために、指による入力を音声の入力に合わせて遅延させる仕組みを設け、音韻の無い話者の声を音韻を付けた声へ変換できることを確認した。次年度は、引き続き周波数スペクトルに基づいた声質の維持を目指し改良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
平成26年度は、実験機で入力速度補完手法の改良を行なうことと、声質制御手法の探索を目指した。
入力速度補完手法の改良として、音声生成と聴取の双方を含んだ評価を行う予定であったが、音声生成のみの評価により、リアルタイムに安定的な動作を確認するにとどまった。理由としては、先行研究の遅れにより本課題に取り掛かる時期が遅れたことと、入力速度補完手法のアルゴリズムを実装するのに、予想よりも時間を要したことが挙げられる。実装に時間を要した理由としては、ペンによる操作をリアルタイムに扱うため、動的なアルゴリズムを安定して動作させるために、動作テストと調整の繰り返しに時間がかかったこと、また、動作確認中に異常停止するソフトウェァ上のバグが発生し、その原因の特定にも時間がかかったことなどが挙げられる。
また、声質制御手法の探索については、次年度（平成27年度）予定していた発声機能の活用の研究の一部分を先に行ったことにより、後回しとなった。次年度に予定していた「発声機能の活用」について、喉頭マイクから取得された声を本方式により子音等を補いながら音韻矯正するシステムを提示することを研究計画に挙げていたが、その際、上記の速度補完手法と同じアルゴリズムにより、ペン入力と声との同期が可能であると推測された。そのため、今年度行う予定であった声質制御手法の探索よりも先に、喉頭マイクによる音声の音韻矯正について、見通しをつけることが必要と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に予定していた残りの課題である、速度補完手法の評価について、聴取実験を含めて行う。また、声質制御手法の探索について、原音として用いる波形の抽出手法と、共鳴を再現するフィルタ群の同定を行い、ホルマント周波数をリアルタイムに制御しながら声質を維持する手法を探る。
これらの結果を踏まえて、実用器において声質を調整するための簡易手法検討する。再現できる声質の種類については、スマートフォン向けアプリの開発に携わる研究協力者のとの打ち合わせを経て、設定の分かりやすさや、複数名の聴取実験による印象の評価結果を加味する。
また、可能であれば、声質の調整機能について、喉頭マイクからの取得音声に対して、声質を維持したままリアルタイムに音韻を付加できるかどうか、その手法を探索する。また、使用者本人に残された発声機能の活用をめざし、ペン入力以外のセンサにより、音韻の制御を行えるかどうかを検討し、韻律と音韻の双方の視点から、残存身体機能を活かす発話音声生成器の実現の足掛かりとする。
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| Causes of Carryover |
先の項目で挙げた理由により、評価実験及び研究成果の発表等に遅れが生じているため、機器の購入費や旅費等について、次年度使用額が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の予定通り、音声生成実験と聴取実験に必要な携帯型端末機器と音声入出力機器のほか、装置を製作するために必要な電子部品・機械部品・入出力デバイスなどが経費のおもな使途となる。特に、携帯型端末機器や入出力デバイスは、複数台用意する。
また、研究協力者の担当者が北海道いるため、打ち合わせのための旅費が必要となる。また、研究発表に伴う旅費、学会参加費を支出する予定である。
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