音源に圧電素子を用いた人工喉頭システムのための音質改良と制御方法に関する研究

以压电元件为声源的人工喉系统音质改善及控制方法研究

• 批准号: 18700481
• 负责人: 大惠 克俊
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700481/
• 关键词: 人工喉頭; 圧電振動体; 圧電セラミックス; 圧電高分子; 筋電位; 喉頭原音

本年度の研究において,以下の成果が得られた.1)新形状音源の改良,2)人工喉頭制御用信号としての胸骨舌骨筋の検出精度の向上,3)共鳴管の性能向上.1)については,昨年度までに試作を行った新形状の圧電発音体の発音特性を改良することを目的として,さらなる新形状についての研究を行った.昨年度までの試作発音体は,剛性低下により低共振周波数化が達成されたが,剛性低下部である梁部の剛性をさらに低下させることで,人工喉頭の音源に必要なレベルまでの周波数低下が見込まれることが確認された.そこで本年度では音圧に関係する振動部の面積を維持したまま梁部を延長し,音源の低周波数化を行った.しかし,梁を延長しただけでは振動板の変位が得られなかった.そこで梁の剛性に傾斜を付けることにより,その振動形状の最適化が行われ,振動板の変位を得ることができた.2)については昨年度の結果に基づき,胸骨舌骨筋の筋電位による音声制御の実現を目的として,筋電位信号の高精度化についての研究を行った.この高精度化は筋電位測定用電極の添付位置の最適化を中心に進め,その結果,最適化された添付位置において,従来よりもS/N比の高い検出信号を得ることができた.この検出信号より,ピッチ周波数とon/offの制御信号として有効な成分の抽出の可能性が示唆された.3)については,複数の共鳴管を接続することにより音響フィルタとしての性能向上と,周波数特性の調整が可能となることが確認された.上述の4件の結果のうち,1)については国際会議において1件のポスター発表を行い,1件の論文が掲載された.2)については国内会議において2件の口頭発表を行った.また1,2)の結果をまとめたものについて国内会議において1件の口頭発表を行った.

This year's research results include: 1) improvement of sound source with new shape, 2) improvement of detection accuracy of sternohyoid tendon for artificial larynx control signal, 3) improvement of resonance tube performance. 1) trial work on improvement of sound transmission characteristics of new shape of voltage-electric sound transmitter was carried out last year. Last year, the test sound source was low in rigidity, low in resonance frequency, low in rigidity, low in beam rigidity, and low in frequency frequency, which was necessary for artificial throat sound source. This year, the area of the vibration part is maintained, and the frequency of the sound source is reduced. The beam is extended and the vibration plate is positioned. 2) The results of the previous year were based on the study of the realization of sound control of the tendon potential of the sternohyoid tendon. This high precision optimization of the electrode position for the measurement of the potential of the tendon is carried out in the center, and the result is optimized. The position of the electrode is optimized, and the S/N ratio is increased. 3) The possibility of extracting a component is indicated by the detection signal, the frequency on/off and the control signal. 3) The possibility of adjusting the frequency characteristic is confirmed by the detection signal, the frequency on/off and the control signal. The results of the above 4 items are as follows: 1) 1 item is submitted to the international conference, 1 item is published in the paper, 2) 2 items are submitted to the domestic conference, 1 item is published in the paper. 1, 2) The results of the meeting were presented orally.

项目成果

Work of PZT ceramics sounder for sound source artificial larynx

• DOI: 10.1117/12.715742
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: 2007 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
• 作者: Y. Sugio;R. Kanetake;A. Tanaka;K. Ooe

Development of PZT ceramics sounder for sound source of artificial larynx

人工喉声源用PZT陶瓷发声器的研制

• 发表时间: 2007
• 作者: 山下和彦;高野千尋;杉本 千佳;江副 亮介;長井 宏和;太田 裕治;佐々木 健;保坂 寛;川澄 正史;井野 秀一;伊福部 達;山下和彦;山下和彦;山下和彦;杉尾雄一;Yuuichi Sugio;杉尾雄一;Katsutoshi Ooe;Yuichi Sugio
• 通讯作者: Yuichi Sugio

人工喉頭の音源利用を目的とした圧電振動体形状の最適化

人工喉声源压电振子形状优化

• 发表时间: 2008
• 期刊: バイオメカニズム学会誌 31
• 作者: 山下和彦;高野千尋;杉本 千佳;江副 亮介;長井 宏和;太田 裕治;佐々木 健;保坂 寛;川澄 正史;井野 秀一;伊福部 達;山下和彦;山下和彦;山下和彦;杉尾雄一
• 通讯作者: 杉尾雄一

人工喉頭の音源に用いる圧電スピーカに関する研究

人工喉声源压电扬声器的研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第27回バイオメカニズム学術講演会SOBIM 2006 予稿集
• 作者: 山下和彦;高野千尋;杉本 千佳;江副 亮介;長井 宏和;太田 裕治;佐々木 健;保坂 寛;川澄 正史;井野 秀一;伊福部 達;山下和彦;山下和彦;山下和彦;杉尾雄一;Yuuichi Sugio;杉尾雄一
• 通讯作者: 杉尾雄一

Development of the new shape PZT ceramic sounder suitable for a sound source of artificial larynx

适用于人工喉声源的新型PZT陶瓷发声器的研制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of SPIE 6416
• 作者: 山下和彦;高野千尋;杉本 千佳;江副 亮介;長井 宏和;太田 裕治;佐々木 健;保坂 寛;川澄 正史;井野 秀一;伊福部 達;山下和彦;山下和彦;山下和彦;杉尾雄一;Yuuichi Sugio;杉尾雄一;Katsutoshi Ooe
• 通讯作者: Katsutoshi Ooe