構音・発声器官の機能を模擬する発話障害者の音声支援器に関する研究

模拟发音和发音器官功能的言语障碍者言语支持装置的研究

• 批准号: 17K01555
• 负责人: 藪 謙一郎
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K01555/
• 关键词: 構音障害; 音声生成; ホルマント; 音韻; 声質; 音声; 人工喉頭; 韻律; 福祉工学; 情報工学; ユーザインターフェース

本課題は「構音器官（舌）の動き」を「指の動き」に代替して、操作盤面上を指やペンでなぞると、アナログ楽器のようにリアルタイムに無段階的に位置と動きに基づいた声が生成される支援方式を発展させる研究である。「構音」と「発声」の双方の機能を分け、構音障害では残された「発声」機能を利用し、発声障害では残された「構音」機能を用いることを想定して、音声知覚や発話原理の解明を行い、ポータブルな専用機を開発することを目標としている。これまでに、声質維持アルゴリズムの改良（構音・発声機能）として、特別な知識を持たない者でも個人の音声を容易に再現する設定ができる簡易アルゴリズムを提案し(2017年度)、一方ではマイコン制御による音声入出力装置の設計と試作を行い、話者自身の抑揚をそのまま用いて構音機能を補う支援器の実現性を示してきた(2018年度)。さらに、2019年度には、マイコン試作器に声質維持アルゴリズムを組み込み、簡易声質維持機能を持つ試作器へと発展させた。2020-2021年度には、計算処理速度や入出力モジュールの改善、アルゴリズムの変更により、音質の改善をしてきた。2022年度は、構音器官の可動範囲を考慮し、ジョイスティックの２次元座標入力の可動範囲と、ホルマントの可動範囲を対応付ける座標変換を行い、構音をリアルタイムに制御する試作システムを構築し、従来よりも各母音に相当する座標は、所望の位置に高速に位置決めが可能であることが確かめられた。また、前年度までに引き続き、本装置で使われた線形予測係数のノウハウは、「発声」するための電気式人工喉頭の改善に活かされ、一定の成果が得られている。

This topic is about the development of the support method for the generation of sound in the speech organ (tongue), which is replaced by the finger movement on the operation panel. The functions of both "voice" and "sound" are separated, the function of "sound" is used, the principle of sound and sound is explained, and the function of "sound" is developed. The improvement of sound quality maintenance (sound structure and sound transmission function), special knowledge maintenance, easy reproduction of personal sound, setting of simple sound transmission proposal (FY2017), design and trial implementation of sound input power device The performance of the speaker's own voice modulation function is demonstrated (FY2018) In 2019, the sound quality maintenance function of the tester was developed. 2020-2021 Annual processing speed, input power, audio quality, etc. In 2022, the movable range of the articulation organ was considered, and the movable range of the articulation organ was changed. In the past year, the device has improved the performance of the electric artificial throat by using linear prediction coefficients and acoustic signals, and certain results have been obtained.

项目成果

構音障害支援のためのウェアラブルデバイスにおける簡易声質維持機能とインタフェース

可穿戴设备中简单的语音质量维护功能和界面可支持构音障碍

• 发表时间: 2022
• 作者: 藪 謙一郎;田中 敏明，伊福部 達
• 通讯作者: 田中 敏明，伊福部 達

Development of a Hands-free Electrolarynx for Obtaining a Human-like Voice using the LPC Residual Wave

开发利用 LPC 残余波获得类人声音的免提电喉

• DOI: 10.1541/ieejfms.142.390
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials
• 作者: Takeuchi Masaki;Soejima Yutaro;Ahn Jaesol;Lee Kunhak;Takaki Ken;Ifukube Tohru;Yabu Ken-ichiro;Takamichi Shinnosuke;Sekino Masaki
• 通讯作者: Sekino Masaki

簡易声質維持機能を持つウェアラブルな構音障害支援システムの音声処理装置の検討

具有简单语音质量维持功能的可穿戴构音障碍支持系统语音处理装置的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田篤史;仲成幸;森川茂廣;谷徹;藪 謙一郎，伊福部 達
• 通讯作者: 藪 謙一郎，伊福部 達

LPC 残差波を用いたハンズフリー型電気式人工喉頭の開発及び従来型の電気式人工喉頭との音声比較

利用LPC残余波开发免提电动人工喉并与传统电动人工喉进行语音比较

• 发表时间: 2020
• 作者: 林翔太;川中普晴;高瀬治彦;鶴岡信治;竹内雅樹，安在帥，松藤圭亮，李根学，小笠原佑樹，高木健，伊福部達，藪謙一郎，高道慎之介，上羽瑠美，関野正樹，小野寺宏
• 通讯作者: 竹内雅樹，安在帥，松藤圭亮，李根学，小笠原佑樹，高木健，伊福部達，藪謙一郎，高道慎之介，上羽瑠美，関野正樹，小野寺宏

伊福部研究室 Webページ --発声・構音を支援する--

Ifukube实验室网页--支持发声和发音--