MRIで測定した声道形状のデータを利用して
◇はじめに
声道模型教材VTM-10は、日本語母音発声時の声道形状をもとにした声道模型
からなっており、英語教育・研究機関などから、外国語母音を生成できる声道
模型の提供を要望されております。
本年３月（「音声と韻律国際会議」）と４月（「国際音響学会議」）に日本で
開催された国際会議での展示のために、英語母音を生成できるプレート型模型を
検討しましたので、紹介します。
◇プレート型声道模型の概要
プレート型声道模型というのは、厚さ１０mm、中心に各種径の穴を有する
アクリル板を、声道形状データにしたがって１７枚ほど並べ、その片端からゴム
板を介して音源で駆動するものです。
アクリル板として、日本語５母音を生成できる合計４０枚を提供しております。
外国語母音発声時の声道形状のデータがあれば、それを近似する直径を有する
板を並べることにより、その母音音声を生成することができます。
◇英語母音の声道形状データ
英語母音発声時の声道形状データが記載されている、研究論文、WEBサイトなど
を調べました。従来はX線写真をもとに測定していましたが、身体に対する影響を
考慮し、最近ではMRI（磁気共鳴映像法）を利用して声道形状を求めています。
声道形状の測定に関して多くの研究報告があるようですが、英語各母音に対する
声道断面積関数を具体的に示したものを以下に紹介します。
�� マイアミ大学
マイアミ大学（学生統合システムUMSIS）のWEBサイトに、英語５母音に対する
声道断面積関数が掲載されています（声道長は33〜39cmと、正しい値の２倍に
間違えているようですが）。URLは次の通りです。
http://umsis.miami.edu/~jthomas/index2.html
このデータをもとに、長さ１０mmの直管で近似する場合（厚さ１０mmのプレート
モデルに対応）の管の直径(mm)を求めました。その結果は次の通りです。
/a/: 14 12 18 12 10 12 14 18 14 22 28 32 32 32 32 28 26,
/i/: 20 16 32 36 36 36 36 36 32 22 12 10 10 10 12 14 22,
/u/: 16 36 36 32 20 14 12 14 14 16 16 20 30 38 40 40 26 6 10,
/e/: 18 14 28 28 32 36 36 36 28 28 26 22 20 18 18 26 32,
/o/: 18 12 24 22 16 14 12 8 18 16 22 26 30 32 36 44 40 20 20.
�� アイオワ大学
アメリカ音響学会誌（JASA, 100 (1), p.537-554, 1996）に、アイオワ大学の
B.H.Storyらが、MRIを利用して英語11母音等に対する声道断面積関数を求めて
論文として発表しています。
このデータから、英語11母音の声道を長さ１０mmの直管で近似する場合の
管径(mm)を求めると、次の通りです。
/IY/: 6 8 12 18 22 24 24 22 20 14 10 6 4 6 6 14 16,
/IH/: 4 4 12 12 14 20 20 22 20 18 16 14 10 14 16 14 12,
/EH/: 4 4 12 12 10 16 20 20 18 16 16 14 14 18 18 16,
/AE/: 6 4 8 14 12 16 18 22 22 20 20 20 22 24 24 24 22,
/AH/: 6 4 6 12 10 10 10 12 12 14 16 20 24 26 26 24 16,
/AA/: 6 6 8 12 8 6 6 8 12 16 18 22 26 28 26 22 24,
/AO/: 8 4 6 14 10 8 6 8 10 12 18 20 26 30 28 24 14,
/OW/: 4 6 14 10 18 16 14 14 12 12 8 8 16 22 30 24 10,
/UH/: 6 8 14 14 12 12 10 10 8 12 14 18 22 26 26 20 10,
/UW/: 8 8 16 18 22 26 24 20 20 16 12 4 6 10 18 22 20 10,
/ER/: 8 6 10 12 10 12 14 14 16 20 20 18 16 10 10 20 20.
なお、母音表記は、発音記号を用いず、TIMIT流に書いてあります
（/a/−/AA/, /i/−/IY/, /u/−/UW/, /e/−/EH/, /o/−/OW/ のように対応
します）。
論文のDiscussionにも記載されているように、この結果はこれまでのデータに
比べて、狭めの箇所での断面積をかなり小さく推定しているようです。実際に、
４mm、あるいは６mmの穴径の板を試作してプレート型模型に組み合わせて音声
生成すると、小さな音しか生成できませんでした。
◇英語生成用穴径のプレートの補充
VTM-10 に含まれる４０枚のプレートのセットでは、上記の声道形状を模擬
するには、必要とする穴径の板がなく（数が少ない）、構成できません。
ユーザーの皆様がたのご要望しだいで、英語あるいは他の外国語の母音音声を
生成できるよう、プレート補充セットを作成することも考えております。どの
ような径のものを作成すればよいか、皆様方のご意見・ご要望をお知らせくだ
さい。また、英語以外の言語の声道形状データをご存知の方は、ご教示ください。