Eriko AIBA (饗庭 絵里子)

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 4700000, indirect: 1410000)
本研究は、言葉と音楽の両者に共通した生物学的基盤を検討する上で、リズム制御能力に着目している。特に、その決定的な証拠を示しうるものとして、発話とリズムタッピングの間の干渉現象を網羅的に調査する。そのために、タッピング動作をする効果器（手・足）やその左右による違いと、リズムパターンによる影響の違いをそれぞれ計測する。また、音声の知覚においても同様にリズムタッピングとの干渉が生じるかも調べる。加えて、発話・タッピング・音声知覚に共通して関与する脳メカニズムを調べる。これらを通じて、発話と音声知覚におけるリズム生成機構の関与を明らかにするとともに、吃音や失読症などのリズム生成の問題に起因するとみられる障害の解明や治療法の検討につなげることを狙う。
2024年度は継続的な予備実験と３つの実験（各20名弱）を行った。これらを通じて、干渉現象を計測するのに最適な詳細な実験プロトコルを定めた。その結果、干渉の効果が十分明瞭に観測できることが分かった。手の左右差は明瞭ではないため、効果器による差はないと考えられる。一方で、リズムを伴わないが認知的な負荷が高い課題（統制課題）がタッピングリズムに影響するかも調べたが、これは干渉が生じなかった。これらの結果は、発話とタッピングの干渉現象は中枢性のリズム制御能力の共有により生じるという仮説を支持する。ただし、干渉の程度に個人差が見られた。そのため、調音器官の運動機能、自発発話、音楽の拍に合わせたタッピング、音楽洗練度質問紙など、複数の付加的なテストを行うことで、その要因の探索を開始した。
また、音声知覚の研究についてもタッピングによる干渉効果が生じることが観測されつつある。一方で、吃音との関連を研究する基板として、吃音のある話者の音声データの分析を行い、聴覚フィードバックへの感度が低下していることを見出した。

Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業, Category: 基盤研究(C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3600000, indirect: 1080000)
熟練度の違いにより生じるバイオリンの空間放射特性の違いを熟練度に応じたバイオリン音色の違いとして知覚できるのかを明らかにするために、42チャンネル球形スピーカにより熟練度別の空間放射特性を模擬した。バイオリンの種類に関わらず熟練者が演奏するバイオリン音には、400 Hz前後の下方向への放射指向性、1 kHz前後の正面方向への放射指向性、および3～4 kHz前後の上方向への放射指向性が強く表れることから、演奏者の周囲42ヶ所で録音した演奏音の各周波数におけるパワーバランスを変えることによって模擬的に3段階の熟練度を再現した。
次に、3D映像によるバイオリン演奏の支援を行うために、バイオリンの空間放射特性を可視化する方法について検討した。これまで、放射方向を明確化にするために、周波数ごとに42点の観測方位の中で最も低い音圧レベルを0 dBとして、そこからの差分を3D表示する方式を採用していた。しかし、この方式では演奏音の音圧レベルが低い場合であっても音が放射されているように見えることがあり、聴感上の音の強弱の感覚との齟齬が生じていた。そこで、最小音圧レベルからの差分をとった後に42方位の平均パワーを掛け合わせるという新たな可視化法を提案した。これにより、演奏支援のために放射指向性を可視化することと、聴感上の音の強弱の感覚との整合をとることの両方を実現することができた。
本課題の派生研究として、バイオリン研究のために構築した42チャンネル球状マイクロホンアレイを用いて発声の空間放射特性を調べた。その結果、800 kHz以下の低周波数成分は発声者の前方斜め下方向に放射されることや個人差が3 kHz以上に顕著に表れることが明らかとなった。音の空間分析は、バイオリン音だけでなく、発声の問題に関しても有効なアプローチ法となり得ることが示された。

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 3200000, indirect: 960000)
Various phenomena in human pitch perception cannot be explained only using the periodic information of sounds extracted by the auditory peripheral system. In this research, we use the pitch instability enhancement phenomenon as a clue to clarify the possibility that humans utilize an interval unit prediction to compensate for unstable periodic information and perceive pitch. Listening experiments and FFR (Frequency Following Response) measurement experiments were performed. As a result, both experiments suggested that this phenomenon occurs not in the peripheral auditory system but in the higher-order level of auditory processing.

Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業, Category: 基盤研究(C), Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 3300000, indirect: 990000)
ストラディバリウスの音色を特徴づける要因が空間放射特性であることを実証するための評価実験を行った。具体的には、空間放射特性を42ch球形スピーカで疑似的に再現する条件、および空間放射特性を全く再現していないヘッドホン（2ch）による聴取条件を設け、それぞれの条件においてストラディバリウスを含む複数のバイオリン間の音色を比較・評価した。音源として、2名のプロ演奏者がストラディバリウスを含むそれぞれ5挺のバイオリンを演奏した際の音を使用した。その結果、楽器群1ではストラディバリウスの音色が最も美しいと評価されたものの、楽器群2では、コンテンポラリバイオリンが最も美しいと評価され、ストラディバリウスの評価は中位であった。またこの結果は、42ch球形スピーカを用いた実験とヘッドホンを用いた実験とで類似していた。つまりこの結果は、ストラディバリウスの音色を特徴づける要因が空間放射特性であることを否定している。しかし、実験を行った実験室の残響時間は0.19 sと短く、映画館並みに反響の少ない実験室であった。よって、ストラディバリウスの空間放射特性がホールのような反響があってこそ活きるものであるならば、本実験の結果は空間放射特性が重要であるとする本仮説に矛盾しない。むしろ、反響の少ない空間において空間放射特性が有効に働かないのは妥当であるため、本結果は空間放射特性の重要性をむしろ強調する結果であると言えるかもしれない。
奏法に関する研究として、プロバイオリニストが演奏した場合の空間放射特性と同様の放射特性を作り出す加振機について検討を進めた。その結果、駒に加振するよりも、弦を横方向から加振する方が良いことが簡易測定実験により明らかになった。

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 1560000, indirect: 468000)
We performed various researches in the field of music information processing. Regarding the music information field as a three-level hierarchical structure comprising of the score level, the performance level, and the signal level, we tackled various problems from the viewpoint of information conversion within and between layers and their interaction with humans. Numerous research results were achieved including some examples such as: (1) Automatic completion of music: the world's first proposal and solution of a problem that complements and completes a song full of holes such as melody fragments and partial harmony, (2) Using score Detailed analysis and separation of onset time of music signal, (3) New theory and algorithm for automatic fingering determination, (4) Welfare application of automatic accompaniment system, (5) Dissemination of automatic music system Orpheus to society, and many more.

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 3300000, indirect: 990000)
Controlling the motion of the human body precisely requires significant training over a long period of time. Professional musicians have to find the optimal information processing strategy for themselves to excel above all other musicians. In this study, we verified differences in sensory-motor information processing between better ear-players and better sight-readers via administering a questionnaire and conducting behavioral experiments with professional pianists.
The results suggested that both type of pianists immediately transform input information into the information of modality that the easier to memorize for the individuals.