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摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J00413
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 流体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

吉永 司  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード空力音 / 大規模数値シミュレーション / 摩擦音 / 口腔モデル / 音響解析 / 口腔形状モデル / 乱流 / 発音モデル / 歯茎摩擦音
研究実績の概要

本研究は摩擦音/s/と/sh/の発話機構の違いを明らかにすることを目的としており,今年度は/s/と/sh/を発音する際の,空力音発生の詳細なメカニズムについて調べた.
日本語話者の被験者が/s/と/sh/を発話する際のCT画像を元に,口腔実形状モデル及び単純形状モデルを構築した.実形状モデルは,ソフトウェアitk-SNAPを用いて口腔壁面を抽出した.単純モデルは,矩形管により口唇,上下前歯と舌の形状を表現し,舌の模型を前後に動かすことにより,/s/と/sh/の口腔形状の違いを表現した.
各口腔モデルの流れ場及び音場を解析するため,圧縮性流体のラージエディーシミュレーションを行い,舌と上顎の狭窄流路によるジェット乱流と音の発生を同時に計算した.この時,乱流モデルとして一方程式モデルを用いることで,乱流から発生する音を十分な精度で予測することが可能となった.モデル内の流れ場に関して,速度勾配テンソルの第2普遍量を計算し,等値面を可視化することにより,/s/と/sh/の舌の位置による音源の位置の違いが生まれる要因を明らかにした.また,音場に関して周波数解析を行うことにより,口腔内に発生する音響的な腹と節の位置の違いから,/s/と/sh/の音響特性の違いが生まれることが明らかとなった.さらに,実形状及び単純形状モデル内の流れ場と音場を比較することにより,単純モデルにおいて,音源発生のメカニズムを再現することにより,/s/と/sh/の音響特性の再現が可能となっていることがわかった.
これらの結果について,大阪大学サイバーメディアセンターの大規模可視化システムを用い,口腔内の流れ場と音場の3次元可視化を行った.この時,言語聴覚士から物理の専門家まで,大人数で音の発生メカニズムについて議論することにより,発音障害のリハビリ支援等に有用であることが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] グルノーブル・アルプ大学Gipsa-Lab(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] GIPSA-Lab, Grenoble INP(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Gipsa-lab, Grenoble INP(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental and numerical investigation of the sound generation mechanisms of sibilant fricatives using a simplified vocal tract model2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Yoshinaga, Kazunori Nozaki, Shigeo Wada
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 30 号: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1063/1.5013632

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the Lip Horn on Acoustic Pressure Distribution Pattern of Sibilant /s/2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Tsukasa、Van Hirtum Annemie、Nozaki Kazunori、Wada Shigeo
    • 雑誌名

      Acta Acustica united with Acustica

      巻: 104 号: 1 ページ: 145-152

    • DOI

      10.3813/aaa.919154

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Model-based inverse estimation for active contraction stresses of tongue muscles using 3D surface shape in speech production2017

    • 著者名/発表者名
      Koike Narihiko、Ii Satoshi、Yoshinaga Tsukasa、Nozaki Kazunori、Wada Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 64 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2017.09.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multimodal modeling and validation of simplified vocal tract acoustics for sibilant /s/2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga T.、Van Hirtum A.、Wada S.
    • 雑誌名

      Journal of Sound and Vibration

      巻: 411 ページ: 247-259

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2017.09.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of tongue position in the simplified vocal tract model of Japanese sibilant fricatives /s/ and /sh/2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshinaga, K. Nozaki, and S. Wada
    • 雑誌名

      Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 141 号: 3 ページ: EL314-EL318

    • DOI

      10.1121/1.4978754

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental validation of sound generated from flow in simplified vocal tract model of sibilant /s/2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshinaga, K. Nozaki, and S. Wada
    • 雑誌名

      Proceedings of INTERSPEECH 2016

      巻: 1 ページ: 3584-3587

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study on production mechanisms of sibilant /s/ using simplified vocal tract model2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, T., Koike, N., Nozaki, K., Wada, S.
    • 雑誌名

      Proceedings of Inter-noise 2015

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 歯茎摩擦音/s/の口腔単純形状モデルを用いた空力音響解析2015

    • 著者名/発表者名
      吉永司,小池成彦,野崎一徳,和田成生
    • 雑誌名

      日本機械学会2015年度年次大会講演論文集

      巻: 1 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 舌形状に基づく発音時の舌筋線維収縮力の逆問題推定2015

    • 著者名/発表者名
      小池成彦,吉永司,野崎一徳,伊井仁志,和田成生
    • 雑誌名

      第26回バイオフロンティア講演会講演論文集

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A relationship between simplified and realistic vocal tract geometries for Japanese sibilant fricatives2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Yoshinaga, Kazunori Nozaki, Shigeo Wada
    • 学会等名
      11th International Seminar on Speech Production
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of tongue position on flow and sound in a simplified vocal tract model of sibilant fricatives2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Yoshinaga, Kazunori Nozaki, Shigeo Wada
    • 学会等名
      5th Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 摩擦音発音の口腔実形状モデル及び単純形状モデルに発生する流れ場と音場の関係性2017

    • 著者名/発表者名
      吉永司,野崎一徳,和田成生
    • 学会等名
      第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 空力音響シミュレーションと大規模可視化システムを用いた摩擦音発音の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      吉永司,野崎一徳,安福健祐,木戸善之,下條真司,和田成生
    • 学会等名
      NICOGRAPH2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 口腔単純形状モデルを用いた摩擦音/s/と/sh/の空力音響解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉永司,野崎一徳,和田成生
    • 学会等名
      第29回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of tongue position in the simplified vocal tract model of sibilant fricatives /s/ and /sh/2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshinaga, K. Nozaki, and S. Wada
    • 学会等名
      5th joint meeting of the ASA and ASJ
    • 発表場所
      ホノルル(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental validation of sound generated from flow in simplified vocal tract model of sibilant /s/2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshinaga, K. Nozaki, and S. Wada
    • 学会等名
      INTERSPEECH 2016
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 歯茎摩擦音/s/の口腔単純形状モデルを用いた空力音響解析2015

    • 著者名/発表者名
      吉永司
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study on production mechanisms of sibilant /s/ using simplified vocal tract model2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, T.
    • 学会等名
      Inter-noise 2015
    • 発表場所
      Marriott Marquis, San Francisco, United States of America
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of tongue position on enouncement of sibilant /s/2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, T.
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Science
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore, Singapore
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 和田研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/biomechwadalab/home

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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