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2015 年度 実施状況報告書

単一試行脳波を利用したサイレントスピーチ認識システム-連続音声認識への拡張-

研究課題

研究課題/領域番号 15K00276
研究機関九州工業大学

研究代表者

山崎 敏正  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50392163)

研究分担者 井上 勝裕  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (00150516)
齊藤 剛史  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (10379654)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードSSRS / 単一試行脳波 / 運動準備電位 / Kalman filter / HMM
研究実績の概要

脳波を利用したサイレントスピーチ認識システム(SSRS)において、SS時の脳波から、発話時の脳波と同じ成分(運動準備電位、BP)を発見した(世界初)。BPに注目すれば、他のタスクによるBCIの開発が可能。頭皮脳波からサイレント母音の認識に成功(健常者10名で認識率100%)。頭皮脳波からサイレント子音の認識に成功。母音認識器と子音認識器の組み合わせにより、将来、すべてのサイレントひらがな50音を認識できる。
ロボットや車椅子などの機械操作に加えて、障害者や高齢者との意思疎通が可能。
国内(テレビ局(NHK,FBS福岡放送など)、出版社(小学館)、新聞社)はもとより、海外メディア(Quartz, Daily Mail online newspaper, Radio Sputnik World Serviceなど)からも問い合わせ多数。後者がきっかけで、本を出版。読売新聞(朝刊)、西日本新聞(朝刊、1面)に掲載。脳障害者からの問い合わせもあった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

サイレントシーズン認識において、当初、「はる」と「なつ」のみだったが、残り「あき」、「ふゆ」も含めて、認識率がそれぞれ91%、89%、75%、100%に到達した。
英語論文(Journal of Computer Science and Systems Biology, vol.8(5), pp.285-291, 2015)のacceptだけでなく、2016年初めに「Silent Speech Brain-Computer Interface in Japanesere」と題する本がLAMBERT Academic Publishingから出版された。

今後の研究の推進方策

日本語ひらがなを構成するすべてのサイレント子音の認識に挑戦。
実用化の観点から、あらかじめ何がサイレントスピーチされたか分からない場合の認識、音声信号データベースの活用を試みる。
学習アルゴリズムとして、deep learningなどの応用を検討する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Decoding silent speech in Japanese from single trial EEGs: Preliminary results2015

    • 著者名/発表者名
      H.Yamaguchi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Computer Science and Systems Biology

      巻: 8 ページ: 285-291

    • DOI

      10.4172/jcsb.1000202

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance of a Bayesian-netowrk-model-based BCI using single-trial EEGs2015

    • 著者名/発表者名
      M.Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Inf. & Syst.

      巻: E98-D ページ: 1976-1981

    • DOI

      10.1587/transinf.2015EDP7017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] BFCNによる長期記憶と短期記憶の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      秋山 他
    • 学会等名
      HCGシンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-12-16 – 2016-12-18
  • [学会発表] サイレントスピーチBCI-実用化課題の検討-2015

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 他
    • 学会等名
      HCGシンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-18
  • [学会発表] Silent speech BCI: Extension to recognition of consonant-vowel sequences in Japanese2015

    • 著者名/発表者名
      H.Yamaguchi et al.
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE 2015
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Silent speech recognition system using single-trail EEGs: A silent season BCI2015

    • 著者名/発表者名
      T.Itoh et al.
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE 2015
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 頭皮脳波を利用した新しいBCIアルゴリズムの展開2015

    • 著者名/発表者名
      山崎
    • 学会等名
      LE2015
    • 発表場所
      飯塚
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] 遺伝子発現データと臨床情報を利用したがんサブタイプ探索2015

    • 著者名/発表者名
      山崎
    • 学会等名
      LE2015
    • 発表場所
      飯塚
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] サイレントスピーチBCI-アルゴリズムを規定するパラメータの検討-2015

    • 著者名/発表者名
      松下 他
    • 学会等名
      LE2015
    • 発表場所
      飯塚
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [学会発表] 動作イメージBCI-運動準備電位とEMGの関係-2015

    • 著者名/発表者名
      西田 他
    • 学会等名
      LE2015
    • 発表場所
      飯塚
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-04
  • [図書] Silent Speech Brain-Computer Interface in Japanese2016

    • 著者名/発表者名
      T.Yamazaki
    • 総ページ数
      57
    • 出版者
      LAMBERT Academic Publishing

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公開日: 2017-01-06  

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