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目的音と雑音の増減する環境下でのバリアフリー音声収録システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12763
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90150:医療福祉工学関連
研究機関有明工業高等専門学校 (2022-2023)
熊本高等専門学校 (2020-2021)

研究代表者

石橋 孝昭  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (60455178)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード音声信号処理 / 雑音除去 / 目的音抽出 / 信号分離 / 信号処理 / 電子回路
研究開始時の研究の概要

騒音のある環境でも障がい者や高齢者と一緒にバリアフリーで会話できるための、他者の発話音声を含む複数の雑音が存在する環境での雑音除去機器の実用化を目指す。本研究で想定する雑音環境は、雑音の開始や終了、パワーの変化、音源位置の移動があるような、一般的な室内での動的な音環境である。このような通常の環境で、特定の音声だけを強調し、それ以外の音を削除できる音声収録システムを実現する。

研究成果の概要

騒音のある環境においても、音声を聞き取りづらい障がい者や高齢者と一緒に会話できるために、他者の発話音声を含む複数の雑音が存在する環境での雑音除去機器の実用化を目指して研究を行った。本研究では、発話の開始や終了のある音声データを用いて、目的話者音声が存在する期間だけを信号処理して、目的音声抽出法と雑音の抑制法を提案できた。その後、短時間フレーム処理を行うことで、移動音源にも対応できるシステムを提案した。さらに、目的音よりも雑音のパワーが大きいときでも、雑音に埋もれた目的音声を抽出できる方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

音声を聞き取りやすくするためのデバイスの開発により、音声を聞き取りづらい障がい者や高齢者と一緒に会話できるようになる。また、スマートフォンでの音声認識や、音声による電子機器の制御においても、目的音声の抽出技術を用いることで騒音環境下での利用が期待できる。このように音声を用いたデバイスの使用状況を考えると、発話される場所と収録されるマイクロフォンの距離は数メートルよりも近いことが多く、騒音レベルや残響時間は一般家庭の室内を想定されることが多いと考えられる。そのため、これらの条件に基づいて目的話者音声を抽出する本研究は、バリアフリーのための技術やIoTに利用できる技術である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Voice Activity Detection Based on Correlation of Joint Distribution of Observed Mixture Signals2023

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi, T. Shimoda and K. Eguchi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 14 号: 03 ページ: 323

    • DOI

      10.24507/icicelb.14.03.323

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speech Estimation Method without Sign Indetermination Based on Blind Source Separation Using Rotation2022

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi and K. Eguchi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 13 号: 05 ページ: 471

    • DOI

      10.24507/icicelb.13.05.471

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Blind Source Separation Based on Estimation for the Number of Sources and Target Speech Selection2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi and K. Eguchi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 12 号: 05 ページ: 435

    • DOI

      10.24507/icicelb.12.05.435

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind Source Separation for Human Speeches Based on Orthogonalization of Joint Distribution of Observed Mixture Signals2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi and K. Eguchi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 12 号: 05 ページ: 443

    • DOI

      10.24507/icicelb.12.05.443

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Voice Activity Detection and Speech Separation Using Correlation Coefficient2023

    • 著者名/発表者名
      T. Shimoda, K. Eguchi and T. Ishibashi
    • 学会等名
      17th International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 騒音の大きな環境下での発話区間検出と音源分離の考察2023

    • 著者名/発表者名
      下田匠海, 石橋孝昭
    • 学会等名
      第38回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 目的話者音声の周りに存在する他人の発話音を除去するためのシステムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      下田匠海, 石橋孝昭
    • 学会等名
      日本福祉工学会第27回学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Voice Activity Detection Using Correlation of Distribution of Observed Signals2022

    • 著者名/発表者名
      T. Shimoda, K. Eguchi and T. Ishibashi
    • 学会等名
      16th International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強雑音環境における発話区間の推定2022

    • 著者名/発表者名
      下田匠海, 石橋孝昭
    • 学会等名
      第30回電子情報通信学会九州支部学生会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple Sound Source Separation Method Using Three Microphones2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kai, K. Kiyota, K. Eguchi and T. Ishibashi
    • 学会等名
      10th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Speech Estimation Method without Sign Indetermination Based on Blind Source Separation Using Rotation2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi and K. Eguchi
    • 学会等名
      15th International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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