INSAS/M Ver.2

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人文系研究者のためのポータブル型
日本語方言音声分析システムの開発研究


(課題番号 03558005)


平成4年度科学研究費補助金
(試験研究(B)(1))
研究成果報告書



平成5年(1993年)3月



研究代表者 三輪 譲二


(岩手大学・工学部・助教授)

    平成4年度文部省科学研究費補助金(試験研究(B)(1))研究成果報告書

                   (課題番号 03558005)



はしがき

 この報告書は、2年間にわたる試験研究(B)(1)「人文系研究者のためのポータブル型日本語方言音声分析システムの開発研究」の成果をまとめたものである。
 コンピュータを用いた音声分析は、多くの分野で益々重要になってきている。特に、人文系研究者のための日本語方言音声分析システムは、方言音声が、学校教育やマスメディア等の影響により変化し、急速に失われつつある現在、方言音声の記述と比較の研究のために必要不可欠であり、日本文化や社会学的な観点からも、日本語方言音声分析システムの開発研究は、非常に緊急で重要な課題となっている。
 本研究では、ポータブル型のノートパソコンを用いて、高価なソナグラム等の実験機器と同等以上の分析機能を持ちながら、人文系の研究者にも使い易く、さらに、方言調査の現地、研究室、教室等へ携帯可能な対話型の音声分析システムを開発した。
 本研究は、計算機に関する知識を持つ工学系の研究代表者が、国語方言学に関する知識をもつ人文系の研究分担者と、音声入出力装置の標準化と製作能力をもつ企業の研究分担者と共に、相互に協力し合い音声分析システムを開発した学際的な研究であり、過去10年間にわたる研究成果を2年間で集約したものである。
 本研究の成果は、日本語方言音声研究に限らず、小学生の国語教育、日本人の外国語教育、留学生等の外国人の日本語教育、障害児の音声教育等へ応用でき、国語学、言語学、音声学、教育学、心理学、医学、理学、工学等さまざまな分野で利用できる。


研究課題

  人文系研究者のためのポータブル型日本語方言音声分析システムの開発研究


研究組織

   研究代表者: 三輪 譲二 (岩手大学・工学部・助教授)

   研究分担者: 今石 元久 (広島女子大学・文学部・教授)

   研究分担者: 水島 保孝 (デイテル(株)・技術部・部長)


研究経費

      平成3年度     1、900千円

      平成4年度       900千円

         計           2、800千円
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研究発表

(1)学会誌等

  なし


(2)口頭発表

  1)三輪、今:”確率に基づいた音素認識ネットワーク素子の次元数の検討”
    電子情報通信学会、技術報告(パターン認識・理解)、
    PRU91−78、1991年、11月
  2)三輪、水島:”ポータブル型音声分析システムの開発”、日本音響学会春
    期講演論文集,2−2−20、pp.291−292、1992年、3月
  3)三輪、佐藤、”階層型A-b-Sによる男女性アナウンサーのホルマント周
    波数と帯域幅の計測”、電気関係学会東北支部連合大会、2B13,
    p.73、1992年、8月
  4)三輪、佐藤、阿部、秋山:”階層型A-b-Sによるアナウンサーの単母音
    のホルマント周波数と帯域幅の計測”、日本音響学会秋期講演会、
    1−P−12、pp.323−324、1992年、10月
  5)今石、篠崎:”琉球方言における母音の音響的特徴について”、国際シン
    ポジウム「日本語音声の研究と日本語教育」、pp.27−34、
    1992年、11月
  6)三輪譲二:”ポータブル型音声分析システムの開発”、国際シンポジウム
    「日本語音声の研究と日本語教育」、pp.81−88、
    1992年、11月
  7)今石元久:”東北・出雲方言の源をさぐる-母音の音響的特徴について-”、
    第7回「大学と科学」公開シンポジウム、国際化する日本語−話し言葉の
    科学と音声教育、pp.17−18、1993年、1月
  8)今、三輪:”音素事後確率の時間パターンを特徴とした音素認識”、
    電子情報通信学会、技術報告(音声)、SP92−124、1993年、
    1月
  9)三輪、佐藤、阿部:”階層型AS法によるアナウンサーと方言音声の
    音声の音源スペクトルの傾きの計測”、日本音響学会春期講演会、
    2−8−14、pp.221−222、1993年、3月


(3)出版物

  1)三輪譲二:”パソコン音声処理”、昭晃堂、東京、1991年、7月
  2)今石元久:”イントネーションと談話”、日本語学、4月号、明治書院、
    大阪、1992年、4月
  3)今石元久:”日本語音声における母音の音響的特徴について・母音の史的
    発達事情”、国語学論集、汲古書院、大阪、1992年
  4)今石元久:”日本語の音声−実験音声学的立場から−”、日本語学、
    長尾章曹編著、和泉書院、大阪、1992年

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                         研究成果目次
第1章 音声分析の基礎                                          5
 1.1 音声分析の基本概念                                    5
  1.2 音の物理的性質                                         6
 1.3 音の物理量                                             7

第2章 パソコンの基礎知識                                      10
 2.1 パソコン概要                                         10
 2.2 パソコン基本用語                                     11
 2.3 MS−DOSの基本コマンド                 14
 2.4 システム設定特殊ファイル                             16

第3章 ポータブル型音声分析システム                          17
 3.1 ポータブル型音声分析システム全体                    17
  3.1.1 ポータブル型音声分析システムの特色          17
  3.1.2 ハードウェア構成                              18
  3.1.3 ソフトウェア構成                              22
  3.1.4 長時間音声データの計測処理                           23
  3.1.5 フレーム毎の音声分析                                 23
  3.1.6 音声全体の分析                                       25
  3.1.7 音声分析処理の高速化                                 27
  3.1.8 多量音声データの分析処理                             28
  3.1.9 音声分析データの拡張的利用                           30
  3.1.10 ハードコピー機能                                   30

  3.2 対話型音声分析システムのコマンド                           31
  3.2.1 コマンド体系とコマンド入力デバイス                   31
  3.2.2 メインメニュー画面                                   31
  3.2.3 主コマンド                                           34
  3.2.4 SCサブコマンド                                     38
  3.2.5 LCSPサブコマンド                                 40
  3.2.6 SONAサブコマンド                                 44
  3.2.7 PICHサブコマンド                                 45
  3.2.8 F1F2サブコマンド                                 46
  3.2.9 PARAサブコマンド                                 47

 3.3 ロータス社の1−2−3の利用                               49

 3.4 対話型音声分析システムの関連ファイル                       51
  3.4.1 分析条件初期設定ファイル(INSASM.TBL)     51
  3.4.2 MS−DOS環境設定ファイル(CONFIG.SYS) 51
  3.4.3 初期実行バッチファイル(AUTOEXEC.BAT)   52

 3.5 入出力ソフトウェアドライバ                                 53
  3.5.1 入出力ドライバの仕様                                 53
  3.5.2 INSAS/M用デバイスドライバの作成               55
  3.5.3 録聞見用ドライバの作成                               55

 3.6 対話型音声分析実行プログラムの作成                         64
第4章 ポータブル型音声分析システムのディジタル音声入出力ボード     65

 4.1 概要                                                       65

 4.2 ディジタル音声入出力ボードのハードウェアの構成             65

 4.3 ディジタル音声入出力ボードの操作性                         66

 4.4 ハードウェア性能と評価                                     66
  4.4.1 評価法                                               66
  4.4.2 FFT法(高速フーリエ変換法)                       67
  4.4.3 サイン波カーブフィット法                             68
  4.4.4 ゲイン特性                                           69
  4.4.5 12ビットと16ビットA/Dコンバータの違い         70

 4.5 結び                                                       70

 4.A 音声入出力ボードのI/Oマップとビットアサイン詳細         77

第5章 研究成果発表資料                                             82

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研究成果発表資料リスト

(○印は本報告書に掲載、△印は一部掲載)


△(1)今石,佐藤,三輪,吉田,大橋,加藤:”日本語方言音声のスペクトル分析資料
   集 ”,特定研究「情報社会における言語の標準化」, 1984, 11

 (2)今石,三輪:”母音の音響的特長−方言による差異−”,講座日本語と日本
   語教育”,第2巻日本語 の音声・音韻(上),明治書院,東京,pp.85-108,
   1989, 5.30

△(3)三輪:”パソコン音声処理”,昭晃堂,東京,pp.1-186, 1991, 7.5

○(4)今石,三輪,”日本語方言における特色母音のスペクトル分析”,音声学会会
   報, 181, pp.13-16, 1986, 04

○(5)三輪:”パーソナルコンピュータを用いた初心者用対話型音声分析システ
   ム”,日本音響学会誌, 44, 9, pp.673-677, 1988, 9

○(6)今石,三輪:”スペクトル分析による音声の標準化について ―その基礎と
   なる研究条件―”,鳥取大学教育学部研究報告, 34, pp.1-14, 1983, 10

 (7)三輪,菊池:”パソコン用拡張OSファンクションの標準化”,岩手大学工
   学部研究報告, 39, 1, pp.9-18, 1986, 12

 (8)今石,三輪:"音声研究の方法―方言母音のスペクトル分析について―",
   国語学会中国四国支部研究会資料, 1985, 12

○(9)三輪:”パソコンを用いた初心者熟練者用対話型音声分析システム”,電子
   通信学会音声研究会資料, SP86-43, pp.49-56, 1985, 09

 (10)今石,三輪:”方言音声の地域的特徴とフォルマント周波数”, 日本ME
   学会生体信号研究会,  1, 1986, 11

 (11)今石、三輪、中本:”琉球方言音声における母音の音響分析”、国語学会
   秋季大会要旨、pp.47-51, 1988, 10

○(12)今石,山下,三輪,世木:”音響分析及びパラトグラフによる方言母音の記述
   方法”,電子情報通信学会音声研究会資料, SP88-150, pp.37-44, 1989,3.23

○(13)三輪、今:”確率に基づいた音素認識ネットワーク素子の次元数の検討”
   電子情報通信学会、技術報告(パターン認識・理解)、PRU91-78, 1991, 11

○(14)今、三輪:”音素事後確率の時間パターンを特徴とした音素認識”、
   電子情報通信学会、技術報告(音声)、SP92-124, 1993, 1



 (15)今石,大橋,加藤,佐藤,三輪,吉田:”スペクトル分析による日本語方言音声
   の標準語音化の度合い”,  特定研究「言語の標準化」報告4, pp.21-22, 
   1984, 03

 (16)今石,三輪,大橋,加藤,佐藤,吉田:”方言音声の変容過程の分析に基づく5
   母音の標準化について”,特定研究「言語の標準化」研究中間報告, 102,
     pp.3-4, 1984, 10

 (17)三輪:”日本語方言音声の語音と韻律の音響分析と多変量解析”,科研費
   重点領域研究[日本語音声]研究成果報告書,pp.58-60, 1991, 01

 (18)今石、篠崎:”琉球方言における母音の音響的特徴について”、国際シン
   ポジウム「日本語音声の研究と日本語教育」、pp.27-34199211

 (19)三輪譲二:”ポータブル型音声分析システムの開発”、国際シンポジウム
   「日本語音声の研究と日本語教育」、pp.81-88、199211

 (20)今石元久:”東北・出雲方言の源をさぐる-母音の音響的特徴について-”、
   第7回「大学と科学」公開シンポジウム、国際化する日本語−話し言葉の
    科学と音声教育、pp.17-1819931

○(21)三輪,城戸:”単語音声収集システム”,日本音響学会講演論文集, 1-4-21,
   pp.41-42, 1982, 03

 (22)三輪,中西,佐藤,加藤,今石:”日本語方言音声のホルマント周波数分析に
   ついて”,日本音響学会講演論文集, 2-2-1, pp.99-100, 1984, 03

○(23)三輪,菊池,大橋:"日本語方言の開音と合音のホルマント周波数分析",日本
   音響学会講演論文集, 2-1-20, pp.155-156, 1984, 10

○(24)三輪,菊池,今石,佐藤,大橋,加藤:”日本各地の方言音声のホルマント周波
   数の比較”,日本音響学会講演論文集, 1-5-14, pp.129-130, 1985, 03

○(25)三輪:”五所川原市方言音声のホルマント周波数分析―老年層と青年層の
   比較―”,日本音響学会講演論文集, 2-3-3, pp.159-160, 1985, 10

○(26)三輪,菊池:”パソコンを用いた初心者熟練者用対話型音声分析システム”,
   日本音響学会講演論文集, 2-4-17, pp.209-210, 1986, 10

○(27)三輪,藤原:”階層型A−b−S法を用いたホルマント帯域幅の推定”,日
   本音響学会講演論文集, 2-6-8, pp.163-164, 1987, 03

○(28)三輪,今石,中本:”琉球方言母音のホルマント周波数分析”,日本音響学会
   講演論文集, 2-1-11, pp.187-188, 1988, 03

○(29)水島,板垣,三輪:”オールインワン型ディジタル音声入出力装置の開発”,
   日本音響学会講演論文集, 3-5-14, pp.117-118, 1990, 3.30

○(30)三輪,星:”日本語方言音声の基本周波数と短時間音声パワーの統計的特
   徴”,日本音響学会講演論文集,3-6-3, pp.287-288, 1991, 03
○(31)三輪、水島:”ポータブル型音声分析システムの開発”、日本音響学会講
   演論文集,2-2-20, pp.291-292, 1992,  03

○(32)三輪、佐藤、阿部、秋山:”階層型A-b-Sによるアナウンサーの単母音
   のホルマント周波数と帯域幅の計測”、日本音響学会秋期講演会、
   1-P-12pp.323-324199210 

○(33)三輪、佐藤、阿部:”階層型AS法によるアナウンサーと方言音声の
   音声の音源スペクトルの傾きの計測”、日本音響学会春期講演会、
   2-8-14pp.221-22219933

 (34)三輪,村上:”知覚実験のための対話型ホルマント音声合成システム”,電
   気関係学会東北支部連合大会, 2D23, p.138, 1986, 08

 (35)菊池,三輪:”音声分析システムのためのパソコン用OSファンクションの
   標準化”,電気関係学会東北支部連合大会, 2J2, p.326, 1986, 08

○(36)星、三船、三輪、菊池:”イーサネットを用いたワークステーションとパ
   ソコンの計算機資源の共有化システム”、電気関係学会東北支部連合大会、
   2I20, p.32119908

○(37)三輪、佐藤、”階層型A-b-Sによる男女性アナウンサーのホルマント周
   波数と帯域幅の計測”、電気関係学会東北支部連合大会、2B13,p.73,
   1992,  8
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    平成4年度文部省科学研究費補助金(試験研究(B)(1))研究成果報告書

                    (課題番号 03558005)



 「人文系研究者のためのポータブル型日本語方言音声分析システムの開発研究」



      研究代表者

          三輪譲二 岩手大学・工学部・助教授
                    〒020盛岡市上田4-3-5
             Tel. 0196-23-5171(内線2666)
             Fax. 0196-54-6333
                    電子匆 a26374@sinet.ad.jp
             (第1章〜第3章執筆)

      研究分担者

        今石元久 広島女子大学・文学部・教授
             〒734広島市南区宇品東1-1-71
             Tel. 082-251-5178
             Fax. 082-255-7803
  
        水島保孝 デイテル(株)技術部・技術部長
             〒141大田区五反田2-27-4明治生命ビル
             Tel. 03-3779-1031
             Fax. 03-3779-1030
                          (第4章執筆)


                                  がががががががががががががががががが  

                                      編集・著作者 三輪譲二

                   1993年3月1日 印刷

                   1993年3月4日 発行

                   非売品

                   印刷所 (株)阿部謄写堂
                       020盛岡市本町通2-8-37
                       Tel. 0196-23-2361

                                  がががががががががががががががががが  

                   (C)Copyright 1993 Jouji Miwa