SOUND

平成29年度研究助成 【サウンド技術振興部門】より聴覚フィードバックにおける骨導音知覚の役割とその応用
北陸先端科学技術大学院大学情報科学研究科
教授

鵜木祐史

発声した音声を付与させ、それを聴きながら発

１．聴覚フィードバック

声するときに音声発話にどのような影響がでる

聴覚フィードバックは、音声生成におけるフかが調査されてきた。その結果、200ms程度のィードバック情報の一つであり、私たちは自遅延を付与させた場合に、吃音のようになったらの音を聴きながら、音声生成に係わる器官り、間延びした発声になったりと音声発話が困を制御して正しく発話している。例えば、音難になることがわかった。これは、発声したい声生成と知覚のループ（言葉の鎖）において、音声の音響特徴と、実際に聞こえてくる音声の雑音など外乱が混入したとしても、難なく発音響特徴が時間的にずれることによって脳がそ話することができるのはこの聴覚フィードバれを補正して発話させようとした結果生じたもックを利用しているからである（ロンバードのであると考えられる。

効果と呼ばれる）。
聴覚フィードバックの研究は多岐に渡る。代

２．音声の知覚経路

表的なものとして、遅延聴覚フィードバック

空気を振動して伝搬される音（気導音）は、（DAF）が知られている。DAFでは、自らが図1（下）のように、外耳道を経由して鼓膜を図１
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気導音と骨導音の知覚に係わる聴覚経路の概要

SOUND振動させ、中耳の耳小骨を介して蝸牛に到達す検討するためには、何らかの方法で骨導音知覚る。蝸牛では、その振動が蝸牛液内を伝搬したの経路を遮断しなければならない。従来研究で後、コルチ器にある基底膜に進行波と呼ばれるは、ピンク雑音の呈示により骨導音をマスクす変位運動を生じさせ、その上にある受容細胞をることでこの知覚を無視してきたが、その効果興奮させる。その興奮は、聴神経を経由して高について精査されていないため、骨導音の知覚次系（脳）へと伝えられ、音として知覚される。

経路を完全に無視できるか不明である。

一方、図１（上）のように、音が頭蓋骨の振動一方、ロンバード効果では骨導音知覚が重要を経て知覚される場合、その音は骨導音と呼ばになる可能性が示唆されており、聴覚フィードれる。骨導音は、話者の声（気導音）が音声器バックでも重要な要因であると考えられてい官から頭蓋骨に直接振動して伝搬することも可る。そのため、聴覚フィードバックのメカニズ能であるし、骨導振動子を利用して呈示するこ

ムを解明するためには、気導音知覚だけでなくとも可能である。

骨導音知覚にも主眼を置いた検討を行う必要が骨導音の知覚には、いくつかの経路があるこある。本研究の主な狙いは、自らの骨導音知覚とが知られている 。一つは骨伝導により外耳が聴覚フィードバックでは重要な要因であると道そのものが振動されることによって生じる振いう仮説を立て、骨導音知覚が聴覚フィードバ動音（外耳道放射）を知覚するものであり、もックにどのような影響を与えるのか調査するこ

う一つは耳小骨連鎖から慣性振動として生じるとである。本稿では、その最初の取り組みとし振動音を知覚するものである。その他として、て、DAFにおける骨導音知覚について検討す蝸牛そのものが振動することによって生じる音る。

1）の知覚（蝸牛内液での慣性振動や蝸牛容積の変化によるもの）や脳脊髄液からの圧力によって生じる音の知覚もあると考えられている。

３．遅延聴覚フィードバックにおける骨導音知覚

４．遅延聴覚フィードバック実験
正常聴力を有する日本人成人男性話者3名に対してDAFの実験を行った 。図２に示す
2）

ような処理概要にて、気導音・骨導音を処理して話者にフィードバックした。実験は防音

私たちの音声知覚経路には、気導音の知覚経室内で行われた。話者の音声はマイクロホン路の他に骨導音の知覚経路もある。この点を鑑（Sennheiser MHK 416 P48） か らA/Dコ ン バ

みると、気導音の聴覚フィードバックを厳密にータ（Roland QUAD-CAPTURE）を経由して、
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SOUND

図２

発話音声（気導音／骨導音）の聴覚フィードバックの概要

PC（LG Sharkoon with OS Ubuntu Studio
14.04 Linux）により収録された。サンプリン
グ周波数は44.1kHz、量子化ビット数は16bitsとした。PC内で実験条件に応じて音声信号を遅延させ、オーディオインタフェースを経由してアンプ（audio-technica AT-HA5000）で増幅させた後、ヘッドホン（Sennheiser HD280）
ま た は 骨 導 ト ラ ン ス デ ュ ー サ（TEAC HPF200）によって話者に呈示された。実験条件によって信号と同時にピンク雑音が付加された。
ヘッドホンからの出力は音圧レベル80dBにな

図３

無遅延時の発話音声（上）と遅延聴覚フるように調整された。実験機構全体で13.2msィードバック（200ms遅延）における発の潜時があることが確認されたため、音声への話音声（下）遅延操作にはこの潜時も考慮して調整された。
話者には、遅延なし（潜時13.2ms）と５つた。骨導音でのDAFならびにピンク雑音の呈の 遅 延 時 間（50、100、150、200、400ms） の示のときのみ耳栓をさせて、気導音のフィード条件で一つの音声刺激（4モーラ単語＋助詞＋バックをシャットアウトした。

4モーラ単語、例えば、ホドホドのシャブシャ

図３に発話音声刺激の一例を示す。DAFのブ）を連続で30回発話させた。これを1セット影響により発話音声が長くなっていることがわとして、４つの音声刺激について各条件をランかる。実験では、無遅延時とDAFのときの音ダムにしたうえで4セット行った。フィードバ

声刺激に関して発話長の比（図３上の刺激長にックは、気導音と骨導音の2種類として、ピン対する図３下の刺激長の比）の平均ならびに非ク雑音の呈示も気導音と骨導音の2種類とし流暢箇所の数（吃音の観測数）を測定した。代18

SOUND

図４

遅延聴覚フィードバックにおける発話長の比（左）と非流暢箇所の数（右）．図の上段は気導音によるフィードバックを下段は骨導音によるフィードバックの結果．

表例として、ある話者の実験結果を図４に示す。
実験結果から次のことがわかった。

５．まとめと今後の展望

・気 導音ならびに骨導音のDAFによる音声発DAFにおける骨導音知覚に関して、気導音話への影響がみられた。特に遅延が150 ～／骨導音呈示による発話音声のフィードバック200ms付近でその影響が最大であった。

ならびにピンク雑音によるマスキングの効果を・骨導音によるピンク雑音の呈示による効果か検討した。その結果、話者自身の骨導音知覚から、気導音のDAFによる音声発話への影響

ら、DAFによる音声発話への影響が大きいもが大きくなった。しかし、骨導音のDAFにのであることがわかった。その影響の度合いは、よる音声発話への影響は大きくなかった。

話者による個人差があるため、話者数を増やし他2名の話者においても気導音おならびに骨た実験を行うなど、継続した検討が必要である。

導音のDAFによる音声発話への影響はみられ

しかしながら、本検討では気導音知覚と骨導音たが個人差があることがわかった。

知覚を完全に分離して議論できたわけではない。例えば、耳栓の利用により気導音知覚を遮19

SOUND断することはできたが、ピンク雑音の気導音／
骨導音呈示によるマスキングの結果からわかる

参考文献

ように骨導音知覚を完全に遮断できたわけでは

1）Stenfelt, S.“Acoustic and physiologic

ない。また、骨導音呈示によるDAFでは、骨aspects of bone conduction hearing,”Adv

導音が外耳道放射による気導音として知覚され

Otorhinolaryngol., vol. 71, no. 10−21, Mar.

ることで生じたDAFの結果であるのかもしれ2011.

ない。さらには、骨導音呈示で利用した骨導ト

2）鳥 谷 輝 樹， 鵜 木 祐 史，“ 気 導・ 骨 導 の 遅

ランスデューサの特性を補正していないため、

延聴覚フィードバックにおける呈示方法

純粋な骨導音の音響特徴に関するDAFを検討の検討,”日本音響学会2017年度春季研究できたとまでは断言できない。これらに関して

発表会講演論文, 3-Q-46, pp.1529−1532,

は、気導音知覚における音響的特徴の検討 やMarch 2017.

3）など注意深く検討を深3）鳥 谷 輝 樹， 鵜 木 祐 史，
“話者が知覚するめ、DAFの実験方法を洗練化することで一つ骨導音声の音響的特徴の検討,” 日本音響ずつ解決していく予定である。

学 会2017年 度 秋 季 研 究 発 表 会 講 演 論 文,

骨導音呈示方法の検討

3）

謝辞
本研究に対して研究助成を賜りましたサウンド技術振興財団に心より感謝申し上げます。

20

3-P-10, pp. 345−348, Sept. 2017.