高品質音声を伝達する人工内耳用スピーチプロセッサーの開発研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650419
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 渡邉 亮 熊本大学, 工学部, 教授 (50040382)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 直光 八代工業高等専門学校, 助教授 (70124146) ; 池田 隆 久留米工業高等専門学校, 助教授 (80222884) ; 上田 裕市 熊本大学, 工学部, 助教授 (00141961)
• Keywords: 人工内耳 / スピーチプロセッサ / ホルマント推定 / 精度 / 主観テスト

Research Abstract

本研究は、人工内耳の伝達するホルマント情報を精度の高いものとするために、スピーチプロッセッサの方式を改善することを目的に、シミュレーションによる客観的/主観的評価によって比較したものである。客観評価はホルマント抽出精度を4つの方式((1)LPC法、(2)Fl-F5を抽出する逆フィルタ制御法(IFC5)、(3)(2)を簡略化してF1-F2を抽出する逆フィルタ制御法(IFC2)、(4)従来の人工内耳に実用化されている方法(WSP法))について行った。(3)は我々が(4)の代替法として提案する方法である。男性話者60人による日本語5母音を用いたホルマント抽出結果によると、IFC5がLPC(14次)より高精度であり、基準とすることの妥当性を与えた。次に、IFC5を基準としてIFC2とWSPを比較し、IFC2がはるかに高精度であることを証明できた。更に、IFC2法の主観評価として、人工内耳の受信部で形成される刺激のもつ音声情報を音として判定するときの音韻性、自然性について検討した。蝸牛殻へ挿入された電極に抽出パラメータを伝送する状況を想定したとき、そこにホルマントを中心周波数とするBPF(Q=6)が存在するという仮定を設けてピッチパルス列に対する応答を加算すると音声が合成できる。この方法で、BPFが、(1)声道共振フィルタ(周波数連続)、(2)バターワースフィルタ(周波数連続)、(3)バターワースフィルタ(電極位置の離散的周波数)の場合を仮定して、その合成音声の品質を評価した。(1)から(3)へ実際の信号伝達に近づくにつれ、品質はやや劣化するが、それでも母音はほぼ100%,子音は70%の明瞭度で、十分にコミュニケーション可能な状況となることが分かった。