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高齢者を対象とした音声認識・対話システム基盤技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H01125
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

北岡 教英  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10333501)

研究分担者 小林 彰夫  筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (10741168)
山本 一公  中部大学, 工学部, 教授 (40324230)
西崎 博光  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40362082)
西村 良太  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (50635878)
宇津呂 武仁  筑波大学, システム情報系, 教授 (90263433)
東中 竜一郎  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (90396151)
入部 百合絵  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (40397500)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2021年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2020年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード高齢者音声認識 / 雑談対話 / 質問誘導対話 / 認知症傾向検出 / 高齢者音声 / 対話 / 雑談 / 認知症傾向スクリーニング / 音声対話 / 高齢者 / 音声認識 / 認知力診断
研究開始時の研究の概要

認知症の予防に有効な手段である音声対話に着目し、高齢者と高度な音声会話ができる音声対話システムを開発する。このために、高齢者を対象とした音声認識・合成および対話の基盤技術、暗黙的な高齢者の認知力推定手法を研究し、実用対話システムの実現を目指す。この目標に対して、高齢者音声認識技術、聞きやすい音声合成技術、音声対話技術(中でも雑談中の話題抽出や質問応答など)、対話相手の認知状態検知技術を研究し、これらを統合して対話システムを実現し有効性評価を実施する。

研究成果の概要

高齢者は音声認識・音声対話システムを利用することによる恩恵を多く受けられると考えられる。そこで、高齢者を対象とした音声対話システムを構築するための基盤技術を開発した。具体的には、高齢者(特に80歳を超えるような超高齢者)の音声認識を高精度化するために多くの高齢者の音声を録音した。さらにこの音声データを用いて高齢者音声認識を高精度化した。また対話システムとして、シナリオに沿って対話するオートマトン制御方式とChatGPTのようなChatBot型雑談対話方式を相互に行き来しながら想定質問に誘導する対話方式を開発した。さらに音声から認知症傾向の有無を診断する方法も考案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

音声認識・対話技術の恩恵を受けやすいはずの高齢者は、その認識率の低さや対話制御の未熟さから十分な恩恵を受けていない。そこで高齢者の音声認識の精度を飛躍的に高めること、また対話制御をシナリオベースと雑談対話を織り交ぜることが可能なものにすることでその可能性を格段に高めることができる。高齢者施設などではケアするスタッフの人員確保が困難な状態であるが、そうした対話相手が存在するだけで負担が小さくなり、社会的にも意義がある。さらに、雑談など対話をしている間に認知症傾向が自動的に診断できれば、早期発見や対応をスタッフに促すことが可能となる。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A new speech corpus of super-elderly Japanese for acoustic modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Meiko、Nishimura Ryota、Nishizaki Hiromitsu、Horii Koharu、Iribe Yurie、Yamamoto Kazumasa、Kitaoka Norihide
    • 雑誌名

      Computer Speech & Language

      巻: 77 ページ: 101424-101424

    • DOI

      10.1016/j.csl.2022.101424

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音声対話システムのための自由発話に対応した照応解析による入力発話への話題補完手法2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Ryota、Mori Raita、Ohta Kengo、Kitaoka Norihide
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 37 号: 3 ページ: IDS-F_1-13

    • DOI

      10.1527/tjsai.37-3_IDS-F

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 係り受け距離に着目した雑談対話からの認知症疑い検出2021

    • 著者名/発表者名
      石原 颯人、入部 百合絵、北岡 教英
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J104-D 号: 4 ページ: 357-367

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020PDP0028

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2021-04-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Response type selection for chat-like spoken dialog systems based on LSTM and multi-task learning2021

    • 著者名/発表者名
      Ohta Kengo、Nishimura Ryota、Kitaoka Norihide
    • 雑誌名

      Speech Communication

      巻: 133 ページ: 23-30

    • DOI

      10.1016/j.specom.2021.07.003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic out-of-vocabulary word registration to language model for speech recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka Norihide、Chen Bohan、Obashi Yuya
    • 雑誌名

      EURASIP Journal on Audio, Speech, and Music Processing

      巻: 2021 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1186/s13636-020-00193-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 雑談対話における言外の情報の収集と類型化2020

    • 著者名/発表者名
      光田航, 東中竜一郎, 富田準二
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 35 号: 1 ページ: DSI-E_1-10

    • DOI

      10.1527/tjsai.DSI-E

    • NAID

      130007779294

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ユーザ情報を記憶する雑談対話システムの構築とその複数日にまたがる評価2020

    • 著者名/発表者名
      Tsunomori Yuiko、Higashinaka Ryuichiro、Yoshimura Takeshi、Isoda Yoshinori
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 35 号: 1 ページ: DSI-B_1-10

    • DOI

      10.1527/tjsai.DSI-B

    • NAID

      130007779288

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvements in the Utterance Database for Enhancing System Utterances in Chat-oriented Dialogue Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Tsunomori Y, Higashinaka R, Yoshimura T, Yoshinori
    • 雑誌名

      自然言語処理

      巻: 27 ページ: 65-88

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 自発的発話認識のためのBERTによる非流暢文生成に基づく言語モデリング2023

    • 著者名/発表者名
      堀井 こはる,太田 健吾,西村 良太,小川 厚徳,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A corpus-based analysis of age-related change in the acoustic features of elderly to super elderly speech2022

    • 著者名/発表者名
      Meiko Fukuda, Masakazu Sugiyama, Ryota Nishimura, Yurie Iribe, Kazumasa Yamamoto, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      Oriental-COCOSDA
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] End-to-End Spontaneous Speech Recognition Using Disfluency Labeling2022

    • 著者名/発表者名
      Koharu Horii, Meiko Fukuda, Kengo Ohta, Ryota Nishimura, Atsunori Ogawa, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      INTERSPEECH
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elderly Conversational Speech Corpus with Cognitive Impairment Test and Pilot Dementia Detection Experiment Using Acoustic Characteristics of Speech in Japanese Dialects2022

    • 著者名/発表者名
      Meiko Fukuda, Maina Umezawa, Ryota Nishimura, Yurie Iribe, Kazumasa Yamamoto, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      LREC
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高齢者コーパスとS-JNASを用いた高齢者音声の音響的特徴の分析2022

    • 著者名/発表者名
      福田 芽衣子,杉山 雅和,西村 良太,入部 百合絵,山本 一公,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] タスク外音響情報を付加したEnd-to-End音声認識モデルの設計2022

    • 著者名/発表者名
      森 大輝,太田 健吾,西村 良太,小川厚徳, 北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非流暢ラベルを用いた言い淀み整形End-to-End音声認識2022

    • 著者名/発表者名
      堀井 こはる,福田 芽衣子,太田 健吾,西村 良太,小川厚徳,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Advanced language model fusion method for encoder-decoder model in Japanese speech2021

    • 著者名/発表者名
      Daiki Mori, Kengo Ohta, Ryota Nishimura, Atsunori Ogawa, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] End-to-end spontaneous speech recognition using hesitation labeling2021

    • 著者名/発表者名
      Koharu Horii, Meiko Fukuda, Kengo Ohta, Ryota Nishimura, Atsunori Ogawa, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encoder-Decoder音声認識モデルにおける暗黙的言語情報の置換法2021

    • 著者名/発表者名
      森 大輝,太田 健吾,西村 良太,小川 厚徳,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 言い淀みを考慮した自由発話のEnd-to-End音声認識2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 こはる,福田 芽衣子,太田 健吾,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雑談対話システムにおける特定の質問を行うための発話生成2021

    • 著者名/発表者名
      堀内 颯太, 東中 竜一郎
    • 学会等名
      人工知能学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Learning to ask specific questions naturally in chat-oriented dialogue systems2021

    • 著者名/発表者名
      Sota Horiuchi and Ryuichiro Higashinaka
    • 学会等名
      IWSDS2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] E2E Streaming Speech Recognition Using CTC and Local Attention2020

    • 著者名/発表者名
      Jiahao Chen, Ryota Nishimura, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      NCSP'20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Uni-directional LSTM と Local Attentionを用いたストリーミング音声認識,2020

    • 著者名/発表者名
      陳 家浩,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者音声コーパス構築と音声認識への年齢・方言の影響の分析2020

    • 著者名/発表者名
      福田 芽衣子,西崎 博光,入部 百合絵,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 書き言葉から話し言葉へのテキスト変換を用いた話し言葉音声認識用言語モデルの評価,2020

    • 著者名/発表者名
      小橋 優矢,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自由発話に対応した照応解析を備えた音声対話システム2020

    • 著者名/発表者名
      森 雷太,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人と自然にインタラクションできる対話システムを目指して2020

    • 著者名/発表者名
      東中竜一郎
    • 学会等名
      名古屋大学情報学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接客訓練のための音声対話システムの試作2020

    • 著者名/発表者名
      佐野祐太,レオチーシャン,飯田宗一郎,西崎博光,星野准一,宇津呂武仁
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 双方向LSTMにおける先読みフレームの効果に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      小林彰夫,西崎博光,宇津呂武仁
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Spoken and multimodal interfaces: Interaction systems with machines2019

    • 著者名/発表者名
      Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      ICAICTA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A new corpus of elderly Japanese speech for acoustic modeling, and a preliminary investigation of dialect-dependent speech recognition2019

    • 著者名/発表者名
      Meiko Fukuda, Ryota Nishimura, Hiromitsu Nishizaki, Yurie Iribe, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      Oriental-COCOSDA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic conversion of written language into spoken language using a sequence-to-sequence model trained with a parallel corpus2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Obashi, Ryota Nishimura, Norihide Kitaoka
    • 学会等名
      Oriental-COCOSDA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequence-to-Sequence model を用いた話し言葉音声認識用言語モデルのための書き言葉から話し言葉へのテキスト変換2019

    • 著者名/発表者名
      小橋 優矢,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CTCとAttentionを用いたEnd-to-endストリーミング音声認識2019

    • 著者名/発表者名
      陳 家浩,西村 良太,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者音声認識のための音声コーパス構築と方言への適応の効果2019

    • 著者名/発表者名
      福田 芽衣子,西村 良太,西崎 博光,入部 百合絵,北岡 教英
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development and Evaluation of Kaldi Extension Tools with Python2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Wang, Hiromitsu Nishizaki , Akio Kobayashi , Takehito Utsuro, Chee Siang Leow
    • 学会等名
      情報処理学会音声言語情報処理研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Speech Recognition-based Evaluation of a Noise Reduction Method in Known-Noise Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Chee Siang Leow, Hiromitsu Nishizaki, Akio Kobayashi, Takehito Utsuro
    • 学会等名
      情報処理学会音声言語情報処理研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] valuation of Real Robot Agent Interface for Spoken Dialogue System2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Yamamoto, Akira Tamagawa, Seiichi Nakagawa
    • 学会等名
      GCCE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Pythonでつくる対話システム2020

    • 著者名/発表者名
      東中竜一郎, 稲葉通将,水上雅博
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274224799
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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