カオス論的音声解析技法とその応用

Abstract

独立行政法人電子航法研究所およびMSSは、近年注目されているカオス理論を応用し、人間の発話音声から心身状態を診断することを目的としたソフトウェア「Nono」の開発を行っている。開発している手法では、デジタル化された音声信号からLyapunov (リアプノフ)指数と呼ばれるカオス性の指標を計算し、その値の時間的な変化から心身状態を判断する。Lyapunov指数の計算には、最も有名なアルゴリズムの1つであるSano&Sawadaのアルゴリズムを基本とし、独自に開発したものを用いている。本稿では、「Nono」で用いているLyepunov指数計算アルゴリズムを紹介する。また、音声信号のカオス論的解析についても簡単に説明する。

The software 'Nono' has been developed with collaboration of ENRl (Electronic Navigation and Research Institute). 'Nono' has a function of diagnosing the human mentality from the analysis of utterance based on the chaotic theory. The method can calculate the index of chaotic state of speech signal which is represented by the Lyapunov exponents. The relative change of mentality is determined from a longitudinal dynamic change of the exponents. The Sano and Sawada algorithm with some extension was applied, which are relating to human natural voice with strong nonlinearity. This report shows the algorithm to be employed by 'Nono'. Also briefly described is the result of analyzing the chaotic state of the sustained vowel /a/ which is expressed by the different feeling of the subject.