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2011 年度 実績報告書

発話動態観測に基づく連続音声生成メカニズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21300071
研究機関甲南大学

研究代表者

北村 達也  甲南大学, 知能情報学部, 教授 (60293594)

キーワード音声生成 / MRI動画 / X線マイクロビーム / 子音 / 弱化母音 / 皮膚振動 / レーザードップラ振動計 / schwa
研究概要

本年度は子音を含む音声の発話運動解析に注力した.
まず,MRI画像から声道断面積関数(声門から口唇まで引いた声道中心線に直交する断面の面積)を抽出するソフトウェアを開発した.このソフトウェアはオープンソースでパブリックドメインの画像処理ソフトウェアImageJのプラグインとして作成した.ImageJは米国国立衛生研究所(NIH)で開発されたソフトウェアである.このプラグインは本研究の成果として無料公開されている.
次に,動きの速い子音の発話運動を観測するため,超高フレームレートのMRI動画撮像法を開発した.この技術は,従来法で撮像したMRI動画と磁気センサ方式で計測した発話運動データを融合したもので,フレームレート250 HzのMRI動画を生成することができる.このフレームレートは従来法の3倍から4倍である.
さらに,子音の発話運動解析を行った.有声・無声閉鎖子音を含む音声のMRI動画撮像を行い,得られたデータから舌の運動を計測した.舌形状を多項式近似し,舌の上下運動の時間軌跡を解析した結果,これらの子音の発話運動には違いがあることを明らかにした.このMRI撮像では同じタイミングでの発話を要求したにもかかわらず,/k/を発話する準備が/g/と比べて早く生じていた.これは,無声閉鎖子音において閉鎖形成時の口腔内圧力を高めるためではないかと考えられる.
また,ウィスコンシン大学で構築されたX線マイクロビームデータベースを用いて,日米母語話者の発話運動を調査した.特に,shuwaと呼ばれる弱化母音に注目して舌形状を解析し,話者間の違いを明らかにした.
この他,レーザードップラ振動計を用いて発話時の顔表面の皮膚振動計測を行い,世界で初めて発話時の皮膚振動速度のカラーマップを示すことに成功した.

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MRI動画のフレームレートを大きく上回る超高フレームレートのMRI動画撮像法の開発に成功し,子音を含む音声の発話運動を詳細に観測することができるようになった.また,MRI動画を用いて子音の発話運動を解析し,発音方法や調音位置の違いによる発話運動の違いを明らかにすることができた.
この他,レーザードップラ振動計を用いた皮膚振動計測に世界で始めて成功したり,X線マイクロビームデータベースから日米母語話者の発話運動の違いを明らかにしたりするなど,研究計画時に予定になかった手法から成果を生み出している.
これらのことから本研究は順調に進展しているといえる.

今後の研究の推進方策

レーザードップラ振動計を用いた発話時の皮膚振動計測に関しては,今後,発話障害患者を対象とした発話訓練や声楽家を目指す学生の歌唱訓練への応用を目指して,別の研究費にて研究を継続する.
また,X線マイクロビームデータベースを用いた,日本語母語話者の英語の発話運動解析は英語教育や音声学の分野で高い評価が得られたので,継続して分析を進める.磁気センサシステムNDI Waveを用いて新規データの計測も行っていく.
MRI動画を用いた子音発話運動の解析に関しても,発音方法や調音位置の違いのみならず,方言による差も考慮に入れて研究を継続する.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Measurement of vibration velocity pattern of facial surface during phonation using scanning vibrometer2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kitamura
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 33 ページ: 126-128

    • DOI

      10.1250/ast.33.126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dental imaging using a magnetic resonance visible mouthpiece for measurement of vocal tract shape and dimension2011

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kitamura, Hironori Nishimoto, Ichiro Fujimoto and Yasuhiro Shimada
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology,

      巻: 32 ページ: 224-227

    • DOI

      10.1250/ast.32.224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of perceptual factors for speaker identification focusing on perceptual similarity of speaker characteristics2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Izumida, Tatsuya Kitamura
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 32 ページ: 216-219

    • DOI

      10.1250/ast.32.216

    • 査読あり
  • [学会発表] 調音と音響の観測に基づく英語曖昧母音の分析

    • 著者名/発表者名
      波多野博顕, 北村達也, 林良子, ドナ・エリクソン
    • 学会等名
      音声学会第326回研究例会
    • 発表場所
      国立国語研究所
  • [学会発表] X線マイクロビームの観測に基づく日英母語話者による英語弱化母音の調音分析: 弱化母音と完全母音の比較

    • 著者名/発表者名
      波多野博顕, 北村達也
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      東京工科大学
  • [学会発表] 日英母語話者による英語弱化母音発話時の舌位置分析: X線マイクロビームを用いた定量的観測

    • 著者名/発表者名
      波多野博顕, 北村達也
    • 学会等名
      第15回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究発表会
    • 発表場所
      産業総合研究所
  • [学会発表] MR画像を用いた日英母語話者による英語非強勢母音発話時の舌位置比較

    • 著者名/発表者名
      波多野博顕, 北村達也, 中村淳子, 林良子, Donna Erickson
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      信州大学
  • [学会発表] 母音の調音の方言差: MRI画像による検討

    • 著者名/発表者名
      藤本雅子, 橘亮輔, 北村達也
    • 学会等名
      電子情報通信学会音声研究会
    • 発表場所
      九州大学
  • [学会発表] 有声・無声閉鎖子音の調音運動の差異

    • 著者名/発表者名
      橘亮輔, 北村達也
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      信州大学
  • [学会発表] 声の類似性から個人性知覚を探る

    • 著者名/発表者名
      北村達也, 出水田剛志, 橘亮輔
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      信州大学
    • 招待講演
  • [学会発表] スパース法を用いた MRI 発話動画撮像の検討

    • 著者名/発表者名
      廣谷定男, 北村達也
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 発表場所
      信州大学
  • [学会発表] Acoustic interaction between right and left piriform fossae

    • 著者名/発表者名
      Hironori Takemoto, Seiji Adachi, Parham Mokhtari, Tatsuya Kitamura
    • 学会等名
      International Seminar of Speech Production 2011
    • 発表場所
      Montreal, Canada
  • [学会発表] Development of plug-in for ImageJ to extract vocal tract area function

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kitamura, Tomonori Narishige
    • 学会等名
      International Seminar of Speech Production 2011
    • 発表場所
      Montreal, Canada
  • [学会発表] Generation of a vocal-tract MRI movie based on sparse sampling

    • 著者名/発表者名
      Sadao Hiroya, Tatsuya Kitamura
    • 学会等名
      International Seminar of Speech Production 2011
    • 発表場所
      Montreal, Canada
  • [備考] 甲南大学知能情報学部音声科学研究室

    • URL

      http://basil.is.konan-u.ac.jp/

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公開日: 2014-07-24  

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