【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】11694177 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人工聴覚 / 人工内耳 / 音声 / 声の高さ / 日本語 / 中国語 / CAI / 音声情報 / 韓国語 / 視覚 / 触覚

【研究成果の概要】

声の高さで伝えられる分節的な特徴は,音韻的な特徴と組み合わさると,音声の認識に重要な役に立つ.音声波の基本周波数の伝達の品質は,人工聴覚(人工内耳Artificial inner ear, Cochlear implant^*)の装置の音声処理部の設定にかかっているので,声の高さの弁別能力を詳細に測定して,これをできる限り活用することが必要になる.
(^*音声波を電気的な信号に変換して,内耳に埋め込んだ電極を通して,直接に聴覚神経に伝える方式)
このような目的のために,人工内耳を通しての声の高さの弁別能力の検査と訓練をする計算機援用教示(CAI, Computer assisted instruction)システムを設計した.このシステムは,計算機プログラムによる音声合成(ATRのSTRAIT)を利用していて,声の音源の基本周波数や強度や持続時間などの音響的パラメータを制御することができ,刺激を応答の履歴に応じて効率良く提示できる.
刺激となる合成音声の声の高さの時間的な変化パタンを,このような分解能で制御するパラメータは,平均の声の高さ,声の高さの範囲,声の高さのパタンの相互の対比,速さである.
刺激は被験者に,聴覚だけで,または視覚表示も併せて提示できる.刺激に対する弁別(同定/比較)の応答は,口頭またはタッチスクリンなどで報告できる.刺激の合成音声の声の高さのパタンを修正して,誤答のあとでは次の刺激の弁別が同じか易しくなるようにし,正答のあとでは難しくなるようにする.
制御パラメータの組み合わせの提示の順序は,保存してある被験者の応答の履歴に応じて選択して,信頼できる検査結果や訓練目標の達成までのステップ数が最小になるようにする.
本研究は、人工内耳の試用効果について、研究代表者・分担者がそれぞれの役割分担の研究を進め、それにもとずいて討議を重ねてきた結果、最終的に問題点を声の高さの情報に絞って、とくにアジアの諸言語の特色である日本語の単語アクセントと中国語の声調を対象として,システムの設計をした。
この過程では国外の研究協力者との共同作業も行い、今後、上海医科大学と香港中文大学と国立台湾大学でシステムの試用実験を計画している.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】2,800千円 (直接経費: 2,800千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】10898026 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

聴覚 / 人工聴覚 / 補聴 / 視覚 / 触覚 / 音声 / 音声信号処理 / 感覚代行

【研究成果の概要】

この研究では、従来主として欧米の言語の音声に使われていた人工聴覚を、アジア諸言語の音声に適用した場合に必要になる、特有な情報伝達方式の問題点を研究するための協力体制を作ることを企画している。国外の協力研究機関としては、韓国のソウル市、中国の上海市と香港市、台湾の台北市にある大学の医学部と、すでに密接に連絡を取り合っている。今年度はこのうちのとくに中華人民共和国の香港市の国立大学医学部耳鼻咽喉科学教室を、1998年12月に研究代表者の比企静雄が訪問して、今後の他のアジア諸国と国内の研究者も含めた研究計画について、ミカエル トン教授や関連の研究者と具体案を検討し、このような研究体制が実現できる見通しが得られた。
一方、この研究課題について研究代表者の比企静雄らが進めている予備的な検討の結果"アジア諸言語の音声の声の高さの情報の伝達のための人工聴覚の装置の設計"について、1998年11月にオーストラリアのシドニーで開催された第5音声言語処理国際会議で報告した。現在世界的に使われている人工内耳の開発をしてきたオーストラリアの研究者達に、この新しい問題点について注意を喚起することができた。また、これに先立って1998年8月に札幌市で開催された第3回世界、バイオメカニクス国際会議でも同様な報告をして、生体工学の分野からも討議をしてもらった。
年度の終わりには、国内の研究代表者と分担者が相互に訪問して、報告書の作成ついて打ち合わせをしている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1998

【配分額】1,700千円 (直接経費: 1,700千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】08044176 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

聴覚 / 人工聴覚 / 補聴 / 視覚 / 触覚 / 音声 / 音声信号処理 / 感覚代行

【研究成果の概要】

本国際学術研究の研究代表者・国内と国外の研究分担者が,平成8年度〜10年度(1996年度〜1998年度)にわたって,研究課題「人工聴覚による音声情報の伝達方式(国際的評価基準に基づく多種言語間の共同開発)」について,それぞれ役割分担の研究を進めた.そして,相互に訪問したり会合を開いたりして,研究計画を調整し,研究成果を交換しながら,各種の言語での音声の認知能力の評価結果の互換性を検討してきた.
研究代表者・研究分担者:役割分担 比企静雄:異なる言語の音声間の補正,伊福部 達:聴覚神経の電気刺激方式,渡辺 亮:音声信号の処理方式,鎌田一雄:視覚・触覚による代行効果,Arne Risberg:補償・代行手段の併用効果,Erwin S.Hochmair:聴覚神経刺激用の微細電極,Harry Levitt:補聴方式の多機能化,A.Maynard Engbretson:音声信号処理用の電子回路.
それらの研究成果は,人工聴覚の活用とその補助・代行のきわめて多岐にわたっており,関連分野の国際会議で度々口頭発表され,学会誌や出版物にも多数掲載されている.
また,この研究課題が目的とする人工聴覚の使用効果の国際的な評価基準の研究の情勢について,本国際学術研究で密接な連携を保ってきた研究協力者であり,国際的に最も実践的な活動をしている.アメリカ合衆国のワシントン大学医学部ノMargaret Skinner教授に,最終年度の1998年11月に東京で開催された第43回日本音声言語医学会総会で特別講演を以来して,国内の関係者に学会を通して広く理解を求めるという画期的な方策を企画運営した.

【研究種目】国際学術研究

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】4,100千円 (直接経費: 4,100千円)