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2011 年度 実績報告書

聴覚障害が引き起こす音声の不明瞭要因の解析と対話型発話訓練ロボットの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21500517
研究機関香川大学

研究代表者

澤田 秀之  香川大学, 工学部, 教授 (00308206)

キーワード発話訓練 / 発話ロボット / 聴覚障がい者 / 支援技術 / 音声 / 聴覚フィードバック / 構音障害 / 自己組織化NN
研究概要

研究最終年度となる本年度は、発話動作をおこなう器官を全て機械系によって構成した発話ロボットを応用し、聴覚障がい者の不明瞭音声からその口内の発話動作を再現するシステムを構築した。聴覚障がい者は自身の発話音声を聞くことができないため、発話しては聴くという聴覚フィードバック学習が不可能であり、明瞭な声の獲得が困難である。本発話ロボットは、人間の乳幼児のように聴覚フィードバック学習によって自律的に発話動作の獲得が可能であり、物理的な発話動作と、そこから生成される音声の関係を、適応的に獲得できる。そこで、音声の不明瞭要因を抽出、分類することにより、その要因となっている口内動作を発話ロボットによって再現し、発話障がい者のための対話による訓練システムを構築した。ロボットの発話動作の学習には、2つの自己組織化マップを組み合わせたdual-SOMを提案した。また、音声の自律学習の妥当性について検証するために、ロボットの獲得した音声と被験者の実音声の音響的特徴を比較するとともに、聴覚障がい者の発話時のMR画像とロボットの声道形状についても特徴的形状に着目して考察をおこない、共に良好に再現できていることを示した。
研究の総括として、聴覚障がい者が、見本となる発話動作や口内の動きを見ながら、対話的に発話訓練をすることができるシステムを構築した。まずロボットが、発話障がい者の不明瞭音声を生じる原因となる構音動作を再現する。同時に、音響特徴マップにより、発話者の不明瞭音声と目標音声の距離を呈示する。訓練者は、構音動作および音響的特徴の違いを、ロボットと音響マップにより「視覚的」に確認、理解しながら、明瞭な発話が可能になるまでこれを繰り返して訓練をおこなう。県の聾学校およびリハビリテーション病院の協力を得て、ロボットによる対話型発話訓練システムの実証実験をおこない、その有効性を示した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 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 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dual-SOMの位相構造学習に基づく発話ロボットの自律的音声獲得2011

    • 著者名/発表者名
      木谷光来, 原達矢, 澤田秀之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編)

      巻: Vol.77, No.775 ページ: 1062-1070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Talking Robot and Its Human-like Expressive Speech Production2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Kitani, Tatsuya Hara, Hiroki Hanada, Hideyuki Sawada
    • 雑誌名

      International Conference on Human System Interaction

      ページ: 203-208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Several Approaches to Speech and Auditory Systems for Human System Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Sawada, Mitsuki Kitani
    • 雑誌名

      International Conference on Human System Interaction

      ページ: 409-414

    • 査読あり
  • [学会発表] ロボットによる聴覚障がい者の発話動作の再現2011

    • 著者名/発表者名
      木谷光来, 大久保和哉, 澤田秀之
    • 学会等名
      電子情報通信学会HCGシンポジウム2011
    • 年月日
      20110000
  • [学会発表] 人の音響聴取を模倣した特定音響の能動的センシング2011

    • 著者名/発表者名
      宇高静, 澤田秀之
    • 学会等名
      計測自動制御学会第12回システムインテグレーション部門講演会(SI2011)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-12-23
  • [学会発表] 視覚・聴覚・触覚を通した人とロボットのコミュニケーション2011

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      2011国際ロボット展
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] Outstanding English Presentation Award, "Analysis of Robotic Speech employing the Vocal Tract Area Function"2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Kitani, Hideyuki Sawada
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部大会
    • 発表場所
      阿南高専
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] Estimating and Tracking Dififerent Sounds by a Robotic Auditory System2011

    • 著者名/発表者名
      Chika Udaka, Hideyuki Sawada
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部大会
    • 発表場所
      阿南高専
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] 視覚・聴覚・触覚を通した人とロボットのコミュニケーション技術2011

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      MEMSイノベーションワークショップ
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 人とロボットの音声コミュニケーションと発話ロボット2011

    • 著者名/発表者名
      澤田秀之
    • 学会等名
      ROBOTECH次世代ロボット製造技術展
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      2011-07-13
  • [図書] "A Talking Robot and Its Singing Performance by the Mimicry of Human Vocalization" in Human-Computer Systems Interaction : Backgrounds and Applications Part 2, Advances in Intelligent and Soft Computing2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Kitani, Tatsuya Hara, Hiroki Hanada, Hideyuki Sawada
    • 総ページ数
      516
    • 出版者
      Springer
  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.kagawa-u.ac.jp/~sawada/

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公開日: 2013-06-26  

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