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2020 年度 実績報告書

深層学習による無音声発話インタラクションの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04148
研究機関東京大学

研究代表者

暦本 純一  東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (20463896)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード人間拡張 / ヒューマンコンピュータインタラクション / サイレントスピーチ / 深層学習
研究実績の概要

音声認識は、コンピュータと人間の主要なインタラクション手段として、スマートフォンやスマートスピーカーなどで広範囲で利用できるようになっている。しかし、公共環境では他者の迷惑になったり、会話の秘匿性が担保できないなど利用できる環境に制限があった。有声発話を介さずに、発話時の口腔内の動きから発話を認識することができれば、コンピュータとのインタラクション手段として、また整体損傷者の会話支援技術として大きな可能性がある。今年度は、昨年度に実施した超音波エコーイメージングによる口腔内映像を深層学習により音声特徴量に変換する方法に加えて、皮膚に添付した加速度センサー、マスクに添付した加速度センサーによる認識を試みた。これにより、限定された語彙ではあるが、利用者の無声発話から実時間で認識することに成功した。これらの成果は、ヒューマンオーグメンテーションの国際学会であるAugmenetd Humans 2021にて発表した。さらに、視線とサイレントボイスを併用する研究を実施した。見ている対象物により発話すべき語彙が限定されるため、マルチモーダルインタラクションとして視線とサイレントボイスの相乗効果を確認することができた。この研究成果は視線インタラクションの国際学会であるETRA 2021に採択が決定し、次年度に発表予定である。本研究は、より基礎的には人間の能力と、深層学習を代表とする人工知能の能力が実時間で結合することを意味する。これは、従来のコンピュータと人間とのインタラクションを拡張する研究パラダイムとしてhuman-computer integrationあるいはhuman-AI integrationと呼んでいる。本研究パラダイムにつき、IEEE InTech2020, MIRU2020などで招待講演を行った。

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

サイレントボイスインタラクションの研究は計画通り進展している。本年度は、超音波イメージング以外の手法や、視線を併用したマルチモーダルインタラクションへの展開があり、当初の計画以上の進展であると言える。

今後の研究の推進方策

次年度は、今年度は、サイレントボイスの学習効率や頑強性を高めるためのニューラルネットの構造改善、超音波イメージング以外の手法によるサイレントボイスの可能性についても研究を進め、より実用性の高いインタラクションが可能となるようにする。またサイレントボイスに関わるデータセットの整備を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] SilentMask: Mask-type Silent Speech Interface with Measurement of Mouth Movement2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Hiraki, Jun Rekimoto
    • 雑誌名

      Augmented Humans 2020

      巻: 2021 ページ: pp.1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Derma: Silent Speech Interaction Using Transcutaneous Motion Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Rekimoto, Yu Nishimura
    • 雑誌名

      Augmented Humans 2020

      巻: 2021 ページ: pp.1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TieLent: A Casual Neck-Mounted Mouth Capturing Device for Silent Speech Interaction2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Naoki、Hayashi Kentaro、Rekimoto Jun
    • 雑誌名

      AVI 2020

      巻: 2020 ページ: pp.1-8

    • DOI

      10.1145/3399715.3399852

    • 査読あり
  • [学会発表] Human Augmentation and the future of Human-Computer Integration2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Rekimoto
    • 学会等名
      IEEE InTech 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Human Augmentation:人間の能力の拡張と進化2020

    • 著者名/発表者名
      暦本純一
    • 学会等名
      MIRU2020
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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