研究者業績
基本情報
- 所属
- 上智大学 理工学部情報理工学科 教授
- 学位
- 工学士(上智大学)工学修士(上智大学)博士（工学）(上智大学)
- 連絡先
- arai
sophia.ac.jp - 研究者番号
- 80266072
- J-GLOBAL ID
- 200901064275514612
- researchmap会員ID
- 1000260131
＜国内＞
2008年4月 上智大学理工学部情報理工学科 教授（現在に至る）
2006年4月 上智大学理工学部電気・電子工学科 教授
2000年4月 上智大学理工学部電気・電子工学科 助教授
1998年4月 上智大学理工学部電気・電子工学科 専任講師
1994年4月 上智大学理工学部電気・電子工学科 助手
1994年3月 上智大学大学院理工学研究科電気・電子工学専攻博士後期課程 修了
1991年3月 上智大学大学院理工学研究科電気・電子工学専攻博士前期課程 修了
1989年3月 上智大学理工学部電気・電子工学科 卒業
＜国外＞
2003年10月～2004年9月 アメリカMassachusetts Institute of Technology客員研究員
2000年8月、2001年8月、2002年8月、ならびに 2003年10月～2004年9月
アメリカ Massachusetts Institute of Technology 客員研究員
2001年2月 オランダ Max Planck Institute for Psycholinguistics 客員研究員
2000年8月 アメリカ Massachusetts Institute of Technology 客員研究員
1997年1月～1998年3月 / 1998年8月ならびに1999年8月
アメリカ California 大学 Berkeley 校付属研究機関
International Computer Science Institute 客員研究員
1992年9月～1993年8月ならびに1995年6月～1996年12月
アメリカ Oregon Graduate Institute of Science and Technology 客員研究員
音声コミュニケーションに関わる一連の事象は「ことばの鎖（Speech Chain）」と呼ばれ、音声科学・聴覚科学における基本的な概念となっており、その音声コミュニケーションに関して音声科学・聴覚科学、音響学、音響音声学などに関わる科学的側面とその応用に主な焦点を当てて研究を続けてきている。そして、音に関わるあらゆる側面にも研究の範囲を拡大している。カバーする範囲は、次のような幅の広い学際的な研究分野を含む：
・音響学と音響教育（例：声道模型）
・音響音声学を中心とする言語学分野（音声学・音韻論）とその教育応用（応用言語）
・音声生成を含む音声科学と音声知覚を含む聴覚科学、音や音声を含む認知科学
・実環境での音声知覚・音声明瞭度、音声信号処理・音声強調
・音声に関する福祉工学・障害者支援、障害音声の音響分析や聴覚障害者・高齢者の音声生成や音声知覚
・実時間信号処理を含む音声処理アルゴリズムの開発、音に関わるシステムやアプリの開発
・音声の話者性
・その他、音に関する研究全般など
(研究テーマ)
音響学と音響教育（声道模型を含む）
音響音声学を中心とする言語学分野（音声学・音韻論）とその教育応用（応用言語）
音声生成を含む音声科学と音声知覚を含む聴覚科学、音や音声を含む認知科学
実環境での音声知覚・音声明瞭度、音声信号処理・音声強調
音声に関する福祉工学・障害者支援、障害音声の音響分析や聴覚障害者・高齢者の音声生成や音声知覚
実時間信号処理を含む音声処理アルゴリズムの開発、音に関わるシステムやアプリの開発
音声の話者性
(共同・受託研究希望テーマ)
音情報処理
音声言語情報処理
聴覚情報処理
研究キーワード
26研究分野
9経歴
2-
1997年1月 - 1998年3月
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1995年6月 - 1996年12月
受賞
14論文
608-
Acoust. Sci. Tech. 44(6) 450-453 2023年11月 査読有り
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Acoust. Sci. Tech. 44(6) 419-430 2023年11月 査読有り
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Inter-Noise 2023 2023年8月 査読有り招待有り
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Proc. of the International Congress of Phonetic Sciences (ICPhS) 2696-2700 2023年8月 査読有り
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Proc. of the International Congress of Phonetic Sciences (ICPhS) 2627-2631 2023年8月 査読有り
MISC
71-
電子情報通信学会技術研究報告. SP, 音声 105(685) 55-60 2006年3月20日Elevation of the threshold of audibility occurs in hearing-impaired people, and these individuals have an expanded auditory filter (Glasberg and Moore, 1986). Threshold elevation is assumed to occur due to an increase in frequency components that pass the auditory filter; an assumption known as the "power spectrum model" of masking (Patterson and Moore, 1986). Therefore, we attempted here to remove from the speech signal the frequency components that are not related to speech perception, but are instead related to threshold elevation. We calculated the masking pattern using the spreading fu...
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電子情報通信学会技術研究報告. SP, 音声 105(685) 25-30 2006年3月20日In an actual hall, reverberation degrades speech intelligibility, which is the result of overlap-masking occurred when segments of an acoustic signal are affected by reverberation components of previous segments. Arai et al. (2001, 2002) have been proposed a pre-processing technique which suppresses steady-state portion of speech in order to prevent the result of overlap-masking. However, the originally proposed technique is not suitable for real-time processing. Therefore, Arai et al. (2003) suggested alternative technique based on the First Fourier Transform (FFT) with cepstral analysis i...
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聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting 35(2) 91-96 2005年3月3日
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聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting 35(2) 115-120 2005年3月3日
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電子情報通信学会技術研究報告. SP, 音声 SP2004-168(696) 25-30 2005年英語母語話者は摩擦音/s/と/∫/の知覚において, 成人は主として摩擦のスペクトル形状に基づいて判断するのに対して小児は摩擦のスペクトル形状よりもフォルマント遷移に注目して判断し, さらに小児は加齢に伴って摩擦のスペクトル形状に基づいて判断するようになることが報告されている(Nittrouerら1987;他). 我々は英語母語話者で認められた特徴を日本語母語話者において検証することを目的として研究を行っている. 今回日本語母語話者の成人を対象として, 自然音声/sα/と/∫α/の子音部分に対する重み付き加算による連続体と, 遷移部分のフォルマント周波数を変化させた合成母音/α/の連続体を組み合わせた刺激音を聴取させ, /sα/か/∫α/かを同定させた. その結果, 被験者の多くはフォルマント遷移よりも摩擦のスペクトル形状に基づいて判断している傾向が認められた.
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Technical Report of IEICE SP2004-155 7-12 2005年
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電子情報通信学会技術研究報告 SP2004-154(695) 1-6 2005年残響環境下においては音声の明瞭度が低下し聞き取りが困難になる。これは先行する音声に付加された残響の尾が後続する音声にかかるoverlap-maskingにより、音声の明瞭度が劣化したためである。講演やスピーチを聞き取る際、残響は健聴者だけでなく、高齢者や聴覚障害者にとっては更なる問題となる(Fitzgibbons and Gordon-Salant, 1999)。残響による音声の明瞭度の劣化を防ぐ方法は主に、前処理(pre-processing)と後処理(post-processing)の二つに分類される。荒井ら(2002, 2001)はoverlap-maskingの影響を軽減するための前処理として、音声の知覚にはそれほど重要でないとされる音声定常部のエネルギを抑圧する定常部抑圧を前処理として使用することにより、残響環境下における音声の明瞭度の改善を示唆している。また、先行研究(程島ら2003, 2004)では防音室内において、原音声にインパルス応答を畳み込んだ音声を提示することで模擬残響環境を実現し、定常部抑圧処理の効果を調査した。健聴者を対象に行った聴取実験の結果、残響時間0.7sから1.2sにおいて音声の明瞭度が有意に改善された。本研究では高齢者を対象に聴取実験を行い、定常部抑圧により残響時間1.0sと1.3sにおいて音声の明瞭度が有意に改善された。また被験者のうち、老人性難聴群においては処理による音声の明瞭度の改善は健聴者群に比べて大きいものとなった。
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J. Acoust. Soc. Am. 118(3) 1930-1930 2005年
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J. Acoust. Soc. Am. 118(3) 1862-1862 2005年
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電子情報通信学会技術研究報告. SP, 音声 103(155) 61-65 2003年6月27日残響により音声明瞭度が減少する原因は,主に先行する音素に付加される残響の尾が後続の音素に影響を与えるoverlap-maskingの影響によると考えられている(Bolt et al.,1949).荒井らは,残響によるoverlap-maskingの影響を軽減するため,エネルギは比較的大きいが音声知覚にそれほど重要ではないとされる定常部を抑圧する処理を行い,音声明瞭度の改善を得た(Arai et al コ002).本論文では0.4-1.0秒の残響条件における定常部抑圧処理の効果を調べた結果.0.8-0.9秒の残響時間において,またターゲットが破裂音の場合に処理による有意な改善が得られた.以上より,定常部抑圧処理は残響環境下においで音声明瞭度を改善するための前処理として有効であると確認され,overlap-maskingの影響が実証された.
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電子情報通信学会技術研究報告. SP, 音声 103(155) 27-36 2003年6月27日Classical models of speech recognition assume that a detailed, short-term analysis of the acoustic signal is essential for accurately decoding the speech signal and that this decoding process is rooted in the phonetic segment. This paper presents an alternative view, one in which the time scales required to accurately describe and model spoken language are both shorter and longer than the phonetic segment, and are inherently wedded to the syllable. The syllable reflects a singular property of the acoustic signal - the mod - ulation spectrum - which provides a principled, quantitative framework to describe the process by which the listener proceeds from sound to meaning. The ability to understand spoken language (i.e., intelligibility) vitally depends on the integrity of the modulation spectrum within the core range of the syllable (3-10 Hz) and reflects the variation in syllable emphasis associated with the concept of prosodic prominence ("accent"). A model of spoken language is described in which the prosodic properties of the speech signal are embedded in the temporal dynamics associated with the syllable, a unit serving as the organizational interface among the various tiers of linguistic representation.
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聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting 33(4) 283-292 2003年6月26日
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Handbook of the International Hearing Aid Research Conference (IHCON) 64-65 2002年
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Meeting Handbook of the Linguistic Association of Canada and the United States (LACUS) Forum 39-39 2002年
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Joint Conf. of the IX International Congress for the Study of Child Language and the Symposium on Research in Child Disorders 145-145 2002年
書籍等出版物
21講演・口頭発表等
227所属学協会
12Works(作品等)
11共同研究・競争的資金等の研究課題
36-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2021年4月 - 2024年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2020年4月 - 2024年3月
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上智大学 重点領域研究 2020年4月 - 2023年3月
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2018年4月 - 2021年3月
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2017年10月 - 2020年3月
産業財産権
10学術貢献活動
1社会貢献活動
1その他
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2006年4月 - 2008年6月英語によるプレゼンテーションを学ぶ講義の中で、自分のプレゼンテーションを客観的に学生に示すため、発表風景をビデオに収め、後で学生にそれを見て自己評価させるようにしている。また、同内容で2回目のプレゼンテーションを行わせ、改善する努力を促す工夫もしている。
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2003年 - 2008年6月音響教育に関する委員会の委員を務め、教育セッション（例えば2006年12月に行われた日米音響学会ジョイント会議における教育セッション）をオーガナイズするなど。
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2003年 - 2008年6月音響教育に関する委員会の委員を務め、教育セッション（例えば2004年4月に行われた国際音響学会議における教育セッション）をオーガナイズするなど。特に2005年からは委員長を仰せつかり、精力的に活動している（例えば、2006年10月に国立博物館にて科学教室を開催）。
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2002年4月 - 2008年6月本学に赴任して以来、「Progress Report」と称して研究室の教育研究活動に関する報告書を作成し発行している。これにより、研究室の学生の意識の向上にも役立ち、効果を発揮している。
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2002年4月 - 2008年6月普段から英語に慣れておくことが重要であると考え、研究室の定例ミーティングの中で定期的に英語によるミーティングを行っている。また、2006年度からは研究グループごとに行われる毎回の進捗報告も英語で行うことを義務付けている。