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発声運動学習が音声認識学習に与える影響に関する計算言語学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K17805
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61030:知能情報学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

森田 尭  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10837587)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2022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)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード深層学習 / 音声認識 / 音声合成 / 教師なし学習 / 音声学習 / 言語学習 / 身体性
研究開始時の研究の概要

この研究では個人差やばらつきの多い音声データを聞いて母音や子音のような一貫した区分を認識する人工知能を、人間に近い方法で学習過程で実現することを目指します。特に「聞く」だけではなく「話す」動作に着目し、舌や唇を動かして音声を模倣学習することが人工知能の音声認識にどのような影響を与えるのかを調査します。また、人工知能内が使う発声器官を人間を模したものから他の動物を模したものに置き換えた際、音声認識にどのような影響が起こるのかについても調査し、人間の言語の進化に関する問いにも迫ります。

研究実績の概要

初年度、調音合成モデルを用いた教師なし音声認識学習の研究が難航した結果を踏まえ、2022年度は、全面人工ニューラルネットワーク実装による音声認識と音声合成の同時教師なし学習について、先行研究が抱える問題点の解決に焦点を置き、研究に取り組んだ。当初、教師あり音声合成を用いた研究を実施予定であったが、全面教師なし学習で同等の研究実施可能性の見込みが立ったため、計画を変更した。具体的には、教師なし学習で得られる離散的記号表現の、時間解像度および記号数の観点から見た簡略化に取り組み、特に時間解像度の圧縮については、先行研究の5分の2にまで圧縮できる見込みが立った。
一方で、本研究課題用に昨年度購入した計算サーバに不具合が発生し、各種計算の実施に遅延した。不具合についての原因究明を、納品元と協力して進めているが、まだ解決しておらず、既に終了した別研究課題の計算資源を代替手段として利用し、研究を実施している状況である。
発信面では、招待講演で本研究が取り組む教師なし音声認識を周知した他、教師なし音声認識技術を活用した動物音声研究を査読付き国際会議にて発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題実施用に昨年度購入した計算サーバに不具合が発生し、関連する計算が大きく遅延した。2022年秋で終了した別研究課題の計算資源を代替手段として、本研究課題の実施に当てたものの、予定していた規模の探求を実施することができなかった。

今後の研究の推進方策

2022年度に引き続き、教師なし音声認識・音声合成における離散表現の大幅簡略化の実現を当面の目標とする。
不具合が発生しているサーバについては納品元と協力して早期復旧を目指し、さらに追加計算資源として、スーパーコンピュータシステムの活用も検討する。

報告書

(2件)
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 6件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] CT画像と深層学習を用いた骨格標本上の形態学的変異の可視化と発見2022

    • 著者名/発表者名
      森田尭
    • 雑誌名

      サイバーメディアHPCジャーナル

      巻: 12 ページ: 33-36

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 動物音声認識のための教師なし機械学習2022

    • 著者名/発表者名
      森田尭
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 74(3) ページ: 45-47

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analyzing and visualizing morphological features using machine learning techniques and non‐big data: A case study of macaque mandibles2022

    • 著者名/発表者名
      Morita Takashi、Ito Tsuyoshi、Koda Hiroki、Wakamori Hikaru、Nishimura Takeshi
    • 雑誌名

      American Journal of Biological Anthropology

      巻: in press 号: 1 ページ: 44-53

    • DOI

      10.1002/ajpa.24469

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measuring context dependency in birdsong using artificial neural networks2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Takashi、Koda Hiroki、Okanoya Kazuo、Tachibana Ryosuke O.
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 17 号: 12 ページ: e1009707-e1009707

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1009707

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of short-term isolation on social animals' behavior: An experimental case study of Japanese macaque2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Takashi、Toyoda Aru、Aisu Seitaro、Kaneko Akihisa、Suda-Hashimoto Naoko、Adachi Ikuma、Matsuda Ikki、Koda Hiroki
    • 雑誌名

      Ecological Informatics

      巻: 66 ページ: 101435-101435

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2021.101435

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonparametric analysis of inter‐individual relations using an attention‐based neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Takashi、Toyoda Aru、Aisu Seitaro、Kaneko Akihisa、Suda‐Hashimoto Naoko、Adachi Ikuma、Matsuda Ikki、Koda Hiroki
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 00 号: 8 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1111/2041-210x.13613

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] On the Relation Between Context Dependency and Vocabulary in Human Language and Birdsong2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Morita, Ryosuke O. Tachibana, Kazuo Okanoya, and Hiroki Koda
    • 学会等名
      Proceedings of the Joint Conference on Language Evolution (JCoLE)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CT画像と深層学習を用いた骨格標本上の形態学的変異の可視化と発見2022

    • 著者名/発表者名
      森田尭, 西村剛
    • 学会等名
      第14回JHPCNシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards Biological Discoveries through the Eyes of AI2022

    • 著者名/発表者名
      森田尭
    • 学会等名
      室蘭工業大学異分野研究セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 認知・行動科学のための機械学習2022

    • 著者名/発表者名
      森田尭
    • 学会等名
      日本音響学会2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward end-to-end unsupervised classification of animal vocalization2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Morita
    • 学会等名
      The 25th SANKEN International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトの心理・認知活動データの取得と機械学習2021

    • 著者名/発表者名
      木村司、森田尭
    • 学会等名
      第66回OACIS技術座談会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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