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2011 年度 実績報告書

人間の音声生成機構を分かりやすく説明する声道模型の改良とその音響教育応用

研究課題

研究課題/領域番号 21500841
研究機関上智大学

研究代表者

荒井 隆行  上智大学, 理工学部, 教授 (80266072)

キーワード科学教育 / 音響教育 / 音声生成 / 声道模型 / 可視化 / 母音
研究概要

「声道模型を用いた音響教育」において人間の音声生成機構を分かりやすく説明するため、模型をA「より単純な機構」、B「スタンダード」、C「より複雑な機構」の3つに分け、それぞれのカテゴリーにおいて模型の改良ならびに新たな設計に取り組むと同時に、その活用方法、ティーチング・プランの検討、評価を行った。
「リード式音源」について、形状を半円筒型や角型にするのに加え、様々にサイズ(長さや太さ)を変えながら試作するとともに、比較検討を行った。その結果、角型ものが、今までの中で最も音質が良いものと同程度である上、様々な声の高さを容易に実現できることが分かった。それを受けて、手動でピッチを変えることができるリード式音源を実現することに成功した。
一方、「スライド式模型」においてサイズの異なるものを製作し、異なる周波数の音源と組み合わせることによって、子どもの声から大人の女性、男性の声までを模型で生成できることを実証した。さらに、生成された母音に対して聴取実験を行うことによって、声道のサイズと音源の周波数の間にはあらゆる組み合わせが許される訳ではなく、両者にはある一定の制約が存在することを確認した。
「円筒管接続式模型」と「スライド式模型」については、実際に米国の大学にて音声学の講義に使用していただき、その教育的効果を調べた。その結果、まずスライド式模型を用いて口腔内に狭めのない「あいまい母音」から出発し、狭めとなるスライド部を挿入することによりその位置の違いによって/a/や/i/になることを説明。そして、円筒管接続式模型を用いて、舌の位置や口唇の丸めの有無など話をその他の母音へと展開していくなど、導入から本題の説明に渡って効果的であることが示された。「舌スライド式」の模型について、ブロック式の模型を新たに設計し、1つの模型によって5母音が再現性をもって生成されることを確認した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Education in acoustics and speech science using vocal-tract models2012

    • 著者名/発表者名
      T. Arai
    • 雑誌名

      J. Acoust. Soc. Am.

      巻: 131(3) ページ: 2444-2454

    • DOI

      DOI:10.1121/1.3677245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Digital pattern playback for education in digital signal processing and speech science2012

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE ICASSP

      ページ: 2769-2772

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physical models producing vowels with pitch variation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 雑誌名

      Proc.of INTERSPEECH

      巻: (★"Show and Tell" Award受賞) ページ: 3309-3310

    • 査読あり
  • [学会発表] ディジタル・パターン・プレイバックを用いた音響学ならびに信号処理工学への教育的応用2012

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2012-03-14
  • [学会発表] 音声学と音響教育,"日本音響学会春季研究発表会講演論文集2012

    • 著者名/発表者名
      久野マリ子, 荒井隆行
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-14
  • [学会発表] 様々な基本周波数に対応した声道模型のためのリード式音源の検討2011

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Producing vowels with sliding three-tube model : Effects of vocal-tract length and fundamental frequency2011

    • 著者名/発表者名
      T.Arai
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 音響管を用いた音響学・音声科学の教育2011

    • 著者名/発表者名
      荒井隆行
    • 学会等名
      電子情報通信学会・日本音響学会音声・音響教育研究会
    • 発表場所
      名古屋大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-24

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公開日: 2013-06-26  

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