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摩擦音発音の空力音響解析に関する研究

ステータス基礎実証実用化準備

概要

歯茎摩擦音とは、日本語のサ行の/s/や/sh/を発音する際に口から発せられる音です。私たちは関東や東北地方の方言などで観察される「ヒ」と「シ」が混同して発音される現象に関して、リアルタイムMRI とスーパーコンピュータを用いた解析により、舌の位置は変えずに舌の左右方向の形状を変化させて発音していることが原因であることを明らかにしました。

研究キーワード

従来技術

・静的MRIによる矢状面のみの口腔形状の解析により発音メカニズムを推定
・舌の形状の違いによる気流の流れや音の違いについて，音響モデルにより推定

優位性

・リアルタイムMRIにより，動的な舌形状の変化を観察
・空気の流れと音の発生をスーパーコンピュータにより高精度で予測・解析

特徴

日本人の歯茎硬口蓋摩擦音[ɕ](歯擦音)と硬口蓋摩擦音[ç] (非歯擦音)の調音類似性を解明するために、
(1)MRIによるリアルタイム映像(図1)
(2)無響室での持続した摩擦音発声のスペクトル測定
(3)簡略化した声道モデルに3つの狭窄幅と2つの流量の組み合わせを用いた空力実験
(4)簡略化した声道モデルの数値シミュレーション
により2つの子音の空力音響の違いを解析しました。

【研究成果】

正中矢状面での調音位置を変えずに、狭窄の冠状面方向の幅と流量を制御することで、[ɕ]と[ç]の音響的な違いを再現しました。(図2)
数値流体シミュレーションでは、被験者の[ç]を特徴づける4kHzの鋭いスペクトルピークは、狭窄部で周期的な渦管が発生することで生じる流体と音響の相互作用の結果であることが分かりました。
音声学・音韻論における日本語の歯擦音と非歯擦音の違いを説明する上で、狭窄部の幅と流量が重要な役割を果たしていることを、流体力学の観点から示すことができました。