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2017 年度 実績報告書

聴覚特性に基づく明瞭音声の客観指標と音声聴覚支援手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H01734
研究機関和歌山大学

研究代表者

入野 俊夫  和歌山大学, システム工学部, 教授 (20346331)

研究分担者 吐師 道子  県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (40347779)
津崎 実  京都市立芸術大学, 音楽学部, 教授 (60155356)
岡本 康秀  慶應義塾大学, 医学部, 客員講師 (10317224)
松井 淑恵  豊橋技術科学大学, 情報・知能工学系, 准教授 (10510034)
戸田 智基  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (90403328)
河原 英紀  和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (40294300)
坂野 秀樹  名城大学, 理工学部, 准教授 (20335003)
森勢 将雅  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60510013)
西村 竜一  和歌山大学, システム工学部, 助教 (00379611)
榊原 健一  北海道医療大学, リハビリテーション科学部, 准教授 (80396168)
水町 光徳  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90380740)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード明瞭音声 / 音声了解度客観指標 / 模擬難聴 / 補聴信号処理 / 音声分析合成 / 実時間音声信号処理 / 言語聴覚士養成課程 / 発話訓練
研究実績の概要

目標達成のための4研究項目を推進し、以下の成果を得た。
【1】聴覚信号処理: 新客観音声明瞭度指標"GEDI"(ジェダイ)の特許申請をした。また、従来より厳しい条件のバブル雑音下での了解度試験を実施し、GEDIが従来法よりも精度良く推定できることを示した。さらに、難聴者実験の導入にむすびつく模擬難聴条件下での了解度試験も実施した。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価:  聴覚末梢系特性の推定方法に関し、低音圧レベルも含めた従来に無いノッチ雑音マスキング実験を実施し、絶対閾値付近の特性を出した。このデータから聴覚フィルタを推定するため、蝸牛雑音を導入してノッチ雑音閾値と絶対閾値の両方の予測誤差を最小化する新手法を提案した。音声からの寸法知覚に関して、通常発声とささやき声を直接比較する実験を行なった。不自然な音声に聞こえる声帯振動周波数(GPR)と声道長(VTL)との組み合わせの場合、GPRが寸法判断に大きく影響するという新知見を得た。さらに難聴者も含む聴覚の時間変調伝達特性を短時間で測定可能とする手法を論文化した。
【3】音声音響信号処理: Webブラウザで利用できる模擬難聴システム(HIsim)を改良し実用化に近づけた。この信号処理を担うc言語版を実時間動作のVSTプラグインに実装し、難聴の程度のピアノ演奏への影響の実験も実施した。補聴器にも応用できるマイクロホンアレー信号処理で、音声歪みの低減と雑音抑圧を両立する方法を考案した。また、外部雑音の統計的性質を加味した音声合成系で性能を向上させた。
【4】教育評価・明瞭音声データ: 模擬難聴システムを用いた発話の明瞭化訓練の実験枠組みを作り、難聴の程度と訓練の効果との関係を調べ、明瞭音声分析のためのデータ収集もできた。言語聴覚士学会において、養成課程での演習授業の実践を紹介し、多く参加者から利用希望がくる大きな反響を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

以下に示す項目すべて順調に進んでいる。
【1】聴覚信号処理:新音声明瞭度客観評価指標"GEDI"を国際会議で発表し特許申請も行った。また性能評価に供するため、健聴者が模擬難聴システムを通して聴取する条件の了解度試験も行いデータ収集した。将来的には老人性難聴者の明瞭度予測の基礎となる。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価:蝸牛雑音を聴覚フィルタと絶対閾値の同時推定に用いる手法を提案した。老人性難聴者のデータ適合に不可欠と考えられる。さらに、国際共同研究先と模擬難聴システムを用いた場合の聴覚フィルタ推定実験を実施した。これら2件は聴覚関係で最高峰の国際会議で発表予定となっている。また、寸法知覚に関しても従来知られていない興味深い結果を得た。さらに、synaptopathyと呼ばれる聴覚障害の診断に役立つと考えられる、聴性脳幹反応(ABR)の第1波を強調する最良のチャープ信号を見つけた。
【3】音声音響信号処理: 模擬難聴システムHisimに関して開発が順調に進み、今後の活用に期待できる状況となった。Web-base版、c言語実時間処理のVSTプラグイン版とGUI版を開発した。実時間模擬難聴を音楽演奏実験に用いることも行った。また、模擬難聴演習の現場で音圧較正に不可欠となる、安価な簡易音圧確認治具(ChomeJig)を開発した。音声の明瞭性と物理特徴を対比し、表現しにくかった音声印象に対して「通響性」という新評価語を提案した。明瞭性向上につながる成果が次々と出ている。
【4】教育評価・明瞭音声データ: 言語聴覚士養成課程において模擬難聴システムを用いた演習を行った。模擬難聴音フィードバックで、明瞭音声の発声訓練をする実験を行ない、効果を評価するとともにデータ収集も順調に行った。また、発話と聴知覚の関係調査のため、発話明瞭度と相関の高い発声時の調音パラメータの検討も行った。

今後の研究の推進方策

【1】聴覚信号処理: 新音声明瞭度客観評価指標"GEDI"に関してさらに改良を進め、模擬難聴者の結果や様々な雑音に対する予測性能の向上を目指す。
【2】難聴/健聴特性解明・主観評価:蝸牛雑音導入推定法を老人性難聴者のデータにも適用し、推定の精度を向上させる。また、寸法知覚に関しての特性をさらに明確化するため、知らない言語音の場合・話者が異なる場合・模擬難聴者の場合の実験を進める。また、実験で得られた寸法知覚特性を適確に推定できる計算モデルを検討する。
【3】音声音響信号処理: 音声合成系に"GEDI"を組み合わせ、明瞭度改善を図る枠組みに関して検討する。模擬難聴システムのreal-time動作版とWeb-base版をさらに改良し、聴覚実験や教育実習に本格導入する。
【4】言語聴覚士による模擬難聴の直接的評価や、養成課程における教育効果の評価、発話向上訓練の実験をさらに進める。明瞭音声の特徴量を抽出するとともに、聴覚モデルを構築し、収集したデータを予測できるようなモデルの構成やパラメータ推定に関して検討を進める。

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 7件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS, Lyon University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS, Lyon University
  • [国際共同研究] Cambridge University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Cambridge University
  • [雑誌論文] Two-point method for measuring the temporal modulation transfer function2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Morimoto, Toshio Irino, Kouta Harada, Takeshi Nakaichi, Yasuhide Okamoto, Ayako Kanno, Sho Kanzaki, and Kaoru Ogawa
    • 雑誌名

      Ear and Hearing

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高齢難聴者の文聴取における文節休止の効果 - 模擬難聴システムを用いたシミュレーションによる検討 -2018

    • 著者名/発表者名
      畑山春菜, 長谷川純, 吐師道子, 松井淑恵, 入野俊夫
    • 雑誌名

      県立広島大学保健福祉学部誌「人間と科学」

      巻: 18 ページ: 19 - 26

  • [学会発表] Enhancing wave-I of auditory brainstem response by choosing the latency of rising-frequency chirp2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Morimoto, Yoh-ichi Fujisaka, Yasuhide Okamoto, and Toshio Irino
    • 学会等名
      ARO 41st midwinter meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Incorporating absolute threshold and a cochlear noise floor into the GammaChirp model of masking2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Irino, Kenji Yokota, Toshie Matsui, and Roy D. Patterson
    • 学会等名
      ARO 41st midwinter meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 低雑音レベルを含めたノッチ雑音マスキング閾値と聴覚フィルタ推定2018

    • 著者名/発表者名
      横田健治, 入野俊夫 , ロイ D. パターソン
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] 振幅包絡歪み指標に基づくバブル雑音下の音声明瞭2018

    • 著者名/発表者名
      山本克彦, 大橋成美, 入野俊夫 , 荒木章子, 木下慶介, 中谷智広
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] velvet noiseとその変種の聴覚心理・生理研究への応用可能性について2018

    • 著者名/発表者名
      河原英紀, 津崎実, 坂野秀樹,森勢将雅,松井淑恵,入野俊夫
    • 学会等名
      日本音響学会 聴覚研究会
  • [学会発表] バブル雑音重畳と強調処理された音声の模擬難聴下における了解度2018

    • 著者名/発表者名
      大橋成美, 余村直子,山本克彦,荒木章子,木下慶介,中谷智広,入野俊夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会 音声研究会
  • [学会発表] 顎運動制約法による発話訓練の 口唇・頬領域の運動への影響2018

    • 著者名/発表者名
      三谷 巧,尾下 克樹,北村 達也,能田 由紀子, 吐師道子
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] 発話のしにくさに関する意識や実態に関するアンケート調査2018

    • 著者名/発表者名
      北村 達也, 能田 由紀子, 吐師 道子, 竹本 浩典
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
  • [学会発表] 津崎 実,牧 勝弘2018

    • 著者名/発表者名
      自励発振との共起分析に基づくピッチ知覚モデルの構築:発振揺らぎと時定数の影響
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] 信号劣化低減を目的とした広帯域非線形ビームフォーマの検討2018

    • 著者名/発表者名
      西嶋祐哉, 水町光徳
    • 学会等名
      日本音響学会 応用/電気音響研究会
  • [学会発表] 日本語母音発話の主観印象と母音空間パラメータの関係2018

    • 著者名/発表者名
      松本 遥, 水町光徳, 榊原健一
    • 学会等名
      日本音響学会 応用/電気音響研究会
  • [学会発表] 高品質音声分析合成による各パラメータのフレームシフト 幅が音質に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      宮下玄太,森勢将雅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 音声研究会
  • [学会発表] 演技発話による疲労の表現によって生じる音色変化の分析2018

    • 著者名/発表者名
      生野琢郎,森勢将雅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 音声研究会
  • [学会発表] 高品質音声符号化のためのスペクトル包絡・非周期性指標 量子化の知覚的影響2018

    • 著者名/発表者名
      宮下玄太,森勢将雅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 音声研究会
  • [学会発表] Predicting speech intelligibility using a gammachirp envelope distortion index based on the signal-to-distortion ratio2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Yamamoto, Toshio Irino, Toshie Matsui, Shoko Araki, Keisuke Kinoshita, and Tomohiro Nakatani
    • 学会等名
      Interspeech 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of spectral tilt on size discrimination of voiced speech sounds2017

    • 著者名/発表者名
      Toshie Matsui, Toshio Irino, Kodai Yamamoto, Hideki Kawahara, Roy D. Patterson
    • 学会等名
      Interspeech 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] An auditory model of speaker size perception for voiced speech sounds2017

    • 著者名/発表者名
      Toshio Irino, Eri Takimoto, Toshie Matsui, Roy D. Patterson
    • 学会等名
      Interspeech 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] A new cosine series antialiasing function and its application to aliasing-free glottal source models for speech and singing synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kawahara, Ken-Ichi Sakakibara, Masanori Morise, Hideki Banno, Tomoki Toda, Toshio Irino
    • 学会等名
      Interspeech 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 模擬難聴システムを用いた言語聴覚士養成課程での演習とWeb アプリ化の検討2017

    • 著者名/発表者名
      米満麻弥, 入野俊夫, 松井淑恵, 西村竜一,吐師道子, 長谷川 純
    • 学会等名
      電子情報通信学会ヒューマン情報処理研究会
  • [学会発表] 模擬難聴システムの教育・臨床・研究への適用2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川純,吐師道子,山下祐季,畑山春菜,松井淑恵,入野俊夫
    • 学会等名
      広島県言語聴覚士会学術集会
  • [学会発表] 有声音の寸法知覚における高域強調処理の影響2017

    • 著者名/発表者名
      松井淑恵,入野俊夫,山本航大,河原英紀,Roy D. Patterson
    • 学会等名
      情報処理学会, 音学シンポジウム2017
  • [学会発表] 有声音の寸法知覚に対する聴覚計算モデル2017

    • 著者名/発表者名
      瀧本恵理,入野俊夫,松井淑恵,Roy D. Patterson
    • 学会等名
      情報処理学会, 音学シンポジウム2017
  • [学会発表] 高齢難聴者の文聴取における文節休止の効果 ―模擬難聴システムによる検討―2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川純, 畑山春菜,吐師道子,松井淑恵,入野俊夫
    • 学会等名
      第18回日本言語聴覚学会
  • [学会発表] 変調スペクトル領域の信号対歪み比に基づく音声明瞭度予測法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      山本克彦,入野俊夫,松井淑恵, 荒木章子,木下慶介,中谷智広
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第32回信号処理シンポジウム
  • [学会発表] 音響教育のためのスピーカ及び簡易音圧確認治具2017

    • 著者名/発表者名
      岩城龍之介,松浦弘樹,櫻井梨七,中川望己,奥谷友梨,山内悠記,上村怜央,東山宗一,横田健治,入野俊夫
    • 学会等名
      日本音響学会関西支部,第20回関西支部若手研究者交流研究発表会
  • [学会発表] 聴覚モデル適合の改良のための低レベルノッチ雑音も含めた閾値2017

    • 著者名/発表者名
      横田健治,入野俊夫, 松井淑恵, Roy D. Patterson
    • 学会等名
      日本音響学会関西支部,第20回関西支部若手研究者交流研究発表会
  • [学会発表] 雑音抑圧で音声は聴き取りやすくなる?ー バブル vs ピンクお邪魔対決ー2017

    • 著者名/発表者名
      大橋成美,山本克彦,入野俊夫,荒木章子,木下慶介,中谷智広
    • 学会等名
      日本音響学会関西支部,第20回関西支部若手研究者交流研究発表会
  • [学会発表] 帯域ごとの動的特徴分析結果に基づいた音声の明瞭性向上手法の改良2017

    • 著者名/発表者名
      小原大輝,坂野秀樹,旭健作
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
  • [学会発表] 話しにくさを自覚する健常発話者の調音動態と発話器官形状 -MRI およびNDI WAVE を用いて-2017

    • 著者名/発表者名
      立川 渉,北村 達也,能田 由紀子,吐師 道子
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
  • [学会発表] 開口制約に基づく発話訓練法の効果2017

    • 著者名/発表者名
      三谷 巧,尾下 克樹,北村 達也,川村 直子,能田由紀子,吐師道子
    • 学会等名
      日本音響学会2017年秋季研究発表会
  • [学会発表] 雑音環境下における音声了解度向上に向けた音声波形加工手法の評価2017

    • 著者名/発表者名
      武山 知弘, 小林 和弘, 戸田 智基, 武田 一哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会音声研究会
  • [学会発表] Non-linear broadband beamformer with deep neural network2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mizumachi, M. Origuchi, and Y. Nishijima
    • 学会等名
      24th International Congress on Sound and Vibration (ICSV24)
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-dimensional representation of spectral envelope without deterioration for full-band speech analysis/synthesis system2017

    • 著者名/発表者名
      M. Morise, G. Miyashita, and K. Ozawa
    • 学会等名
      Interspeech2017
  • [学会発表] Harvest: A high-performance fundamental frequency estimator from speech signals2017

    • 著者名/発表者名
      M. Morise
    • 学会等名
      Interspeech2017
  • [学会発表] フルバンド音声を対象とした音声分析合成シス テムに用いるスペクトル包絡の音質劣化のない低次元表現2017

    • 著者名/発表者名
      宮下玄太,森勢将雅,小澤賢司
    • 学会等名
      情報処理学会音楽情報科学研究会
  • [学会発表] 誇張した時間的揺らぎが歌声の人間性知覚に与 える影響2017

    • 著者名/発表者名
      森勢将雅,豊田裕一,小澤賢司
    • 学会等名
      情報処理学会音楽情報科学研究会
  • [図書] 人工知能学大事典2017

    • 著者名/発表者名
      松原仁、栗原聡、長尾確、 橋田浩一、丸山文宏、本村陽一、麻生英樹、稲邑哲也、岡田浩之、柏原昭博、北岡教英、來村徳信、小長谷明彦、佐藤健、柴田智広 他編著、合原一幸、粟生修司、入野俊夫他著
    • 総ページ数
      1600
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-12420-2
  • [備考] 入野Homepage

    • URL

      http://www.wakayama-u.ac.jp/~irino/

  • [産業財産権] 音声明瞭度計算方法、音声明瞭度計算装置及び音声明瞭度計算プログラム2017

    • 発明者名
      荒木章子,木下慶介,中谷智広,山本克彦,入野俊夫,松井淑恵
    • 権利者名
      荒木章子,木下慶介,中谷智広,山本克彦,入野俊夫,松井淑恵
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-151370

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-29  

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