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2017 年度 実施状況報告書

音声知覚のトップダウンとボトムアップ:脳はいかに欠けた情報を埋め合わせるか

研究課題

研究課題/領域番号 17K18705
研究機関九州大学

研究代表者

上田 和夫  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (80254316)

研究分担者 Remijn GerardB.  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (40467098)
中島 祥好  九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (90127267)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード音韻修復
研究実績の概要

本研究は,音声を断続させ,欠落した部分を雑音で埋めると,雑音を入れずに欠けたままにした場合に比べて明瞭度が向上する効果について調べ,脳がどのようにして欠けた情報を埋め合わせているのかについて調べることを目的としている。具体的には,意味のある文を発話した音声を用いて,これを 220 ms 以下の区間長で,周期的に断続する。区間長が短ければ 100% 近い明瞭度が得られること,空白部分を音声よりも充分に強い雑音で埋めると明瞭度が有意に向上することがすでにわかっている。本研究では,次の三点において,従来の研究では知られていなかった事柄を明らかにした。第一に,単なる断続音声ではなく,断続後の音声区間の時間軸を逆転させた「局部時間反転断続音声」を用いたところ,雑音なしの条件で,断続音声の場合では区間長が 200 ms を越えても 70% 以上の明瞭度が得られるのに対して,局部時間反転断続音声の場合は区間長が 20 ms を越えただけで急激に明瞭度の低下が起こり,区間長 80 ms の条件で明瞭度が 10% 以下にまで低下した。第二に,空白部分を音声よりも充分に強い雑音で置き換えたところ,断続音声,局部時間反転断続音声の両者で最大 20% 程度の有意な明瞭度の向上が見られた。第三に,雑音の強さを音声の強さの実効値と等しくなるまで低下させたところ,断続音声では明瞭度の向上が見られなくなったのに対して,局部時間反転断続音声では依然として最大 20% 程度の明瞭度向上が見られた。このような現象が生じる理由は,聴覚末梢系におけるマスキングの効果だけでは説明がつかず,脳が音声の意味を限られた情報から組み立てる能力と深く関係していると考えざるを得ない。その他,局部時間反転音声の明瞭度についての多言語比較の研究成果を,Nature の姉妹誌である Scientific Reports に出版できた。

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

従来の研究では知られていなかった事実を明らかにすることができ,さらに調べるべき点が明らかになったので,今後の研究方針を定めることができた。また,局部時間反転音声の明瞭度についての多言語比較の研究成果を,Nature の姉妹誌である Scientific Reports に出版できた。

今後の研究の推進方策

当初計画していた音声刺激 5 種類のうち,2 種類のみを用いて従来にはない知見を得ることができたため,今後,この知見をより確かなものとして論文の出版につなげられるような実験を実施するとともに,未使用の刺激についても予備実験を実施する。

次年度使用額が生じた理由

次年度に,当初予定されていなかったサバティカルを取得することになり,今年度使用する予定であった外国旅費を,次年度に回した方が有効に活用できると考えたため,今年度に入ってから,計画的に次年度使用額を生じさせた。したがって,次年度使用額は,サバティカル期間中に外国旅費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of British Columbia(Canada)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of British Columbia
  • [国際共同研究] Technische Universitaet Darmstadt(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Technische Universitaet Darmstadt
  • [雑誌論文] Temporal Resolution Needed for Auditory Communication: Measurement With Mosaic Speech2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yoshitaka、Matsuda Mizuki、Ueda Kazuo、Remijn Gerard B.
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 12(149) ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnhum.2018.00149

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intelligibility of locally time-reversed speech: A multilingual comparison2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Kazuo、Nakajima Yoshitaka、Ellermeier Wolfgang、Kattner Florian
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-01831-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Altered human voice processing in the frontal cortex and a developmental language delay in 3- to 5-year-old children with autism spectrum disorder2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Yuko、Kikuchi Mitsuru、Hayashi Norio、Hiraishi Hirotoshi、Hasegawa Chiaki、Takahashi Tetsuya、Oi Manabu、Remijn Gerard B.、Ikeda Takashi、Saito Daisuke N.、Kumazaki Hirokazu、Minabe Yoshio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17058-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A NIRS study on cortical hemodynamic responses to normal and whispered speech in 3- to 7-year-old children2017

    • 著者名/発表者名
      Remijn, G.B., Kikuchi, M., Shitamichi, K., Ueno, S., Yoshimura, Y., Tsubokawa, T., Kojima, H., Higashida, H., Minabe, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Speech, Language and Hearing Research

      巻: 60 ページ: 465-470

    • 査読あり
  • [学会発表] Irrelevant sound effects with locally time-reversed speech: Effects of native language2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuo UEDA, Yoshitaka NAKAJIMA, Florian KATTNER, Wolfgang ELLERMEIER
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
  • [学会発表] パワースペクトル因子を用いて合成した雑音駆動音声の知覚:鳴音性と明瞭度との関係2018

    • 著者名/発表者名
      岸田拓也,中島祥好,上田和夫,G. B. Remijn, 梅本晟弥
    • 学会等名
      日本音響学会聴覚研究会
  • [学会発表] Demonstrations of Locally Time-Reversed Choral Music in Four Different Languages2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo UEDA, Yoshitaka NAKAJIMA
    • 学会等名
      The 6th Conference of the Asia-Pacific Society for the Cognitive Sciences of Music, Kyoto.
    • 国際学会
  • [学会発表] Intelligibility of English noise-vocoded speech resynthesized from spectral-change factors2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya KISHIDA, Yoshitaka NAKAJIMA, Kazuo UEDA, Gerard Remijn, Sophia Arndt, Mark A. Elliott
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] Irrelevant sound effects with locally time-reversed speech2017

    • 著者名/発表者名
      Wolfgang Ellermeier, Florian Kattner, Kazuo UEDA, Yoshitaka NAKAJIMA
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] The perception and recognition of auditory icons by Japanese drivers2017

    • 著者名/発表者名
      Joao Paulo Cabral, Yoshitaka NAKAJIMA, Kazuo UEDA, Gerard REMIJN
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] Perceptual restoration of interrupted locally time-reversed speech2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo UEDA, Nozomi INUI, Kaisei SHIRAKI, Valter CIOCCA, Yoshitaka NAKAJIMA, Gerard REMIJN
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] Irrelevant sound effects with locally time-reversed speech: Real performance difference between German and Japanese native speakers?2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo UEDA, Akie SHIBATA, Yoshitaka NAKAJIMA, Katharina ROST, Florian KATTNER, Wolfgang ELLEMEIER
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal resolution needed for auditory communication: Measurement with mosaic speech2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka NAKAJIMA, Mizuki MATSUDA, Kazuo UEDA, Gerard REMIJN
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] Phonology and psychophysics: Is sonority real?,2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka NAKAJIMA, Kazuo UEDA, Gerard REMIJN, Yuko YAMASHITA, Takuya KISHIDA
    • 学会等名
      Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.
    • 国際学会
  • [学会発表] 臨界帯域フィルターを通した合唱音楽のパワー変動の因子分析:ケプストラム分析の適用2017

    • 著者名/発表者名
      上田和夫,中島祥好
    • 学会等名
      日本音楽知覚認知学会秋季研究発表会
  • [学会発表] 多変量解析と劣化音声知覚から見た多言語音声の共通性2017

    • 著者名/発表者名
      上田和夫
    • 学会等名
      Kの会 第108回例会
    • 招待講演
  • [学会発表] ケプストラム分析を用いた音声の因子分析2017

    • 著者名/発表者名
      上田和夫,岸田拓也,中島祥好
    • 学会等名
      YPS 2017
  • [図書] 生き物の音の事典2018

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会編, 上田 和夫
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] Ueda Laboratory

    • URL

      http://www.design.kyushu-u.ac.jp/~ueda/index.html

  • [備考] Ueda Laboratory: 九州大学大学院芸術工学研究院 上田研究室

    • URL

      http://www.design.kyushu-u.ac.jp/~ueda/uedalab_home_j.html

  • [備考] Kyushu University: research activities

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002356/english.html#Academic_Activities

  • [備考] 九州大学:研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002356/index.html

  • [学会・シンポジウム開催] Fechner Day 2017: The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics, Fukuoka, Japan.2017

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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