Yano E plus 2019年2月号(No.131)

 トピックス 

音声合成技術動向
～低コストかつ肉声並みの音声合成が実現しており、HMI の有力手段に押し上げられてきている！～

音声技術＝音声認識＋音声合成
音声技術には、大きく分けて、音声認識と音声合成がある。
音声認識と音声合成は、ともに、人と機械とのユーザーインターフェイスとして
有用な要素技術である。
音声認識とは、主に、人間の声などをコンピューターに認識させる目的で、話し言葉を文字列に変換したり、音声の特徴をとらえて声を出している人を識別したりする機能を指している。
一方、音声合成とは、人間の発生する音声を人工的に作ることである。
最近、機械による合成音声を耳にする機会が増えてきた。電話の自動応答、公共交通機関や自治体のアナウンス、パソコンやスマートフォン上のアプリによる情報の読み上げなど、音声合成は多様な分野に導入されている。
音声信号は、データが連続的に繋がったアナログ信号であり、音声がアナログ信号ということは、連続的に変化している音のストリームということを意味する。そのような人の声を合成する作業は、声の高さの成分と共振特性という2つの特徴を推定することで成し遂げることができる。
人間の場合、まず、声帯で振動するブザー音が生成されて、それが口を通る時に共振が発生し、その共振特性が付与されて、その人独特の声になる。
テキストからの音声合成は、これを時々刻々と推定して波形を生成することになる。

 内容目次 

《次世代電池シリーズ》
●次世代電池シリーズ（3）ナトリウム二次電池の動向 （3～30ページ）
～レメアメタルを使う車載用LIBの需要が急激に拡大する中で、原料資源の豊富なナトリウム二次電池への注目が世界的に高まっている～

1．はじめに
1-1．ナトリウムの資源量はリチウムの1,000倍以上
【表1．二次電池用材料としてのリチウムとナトリウムの比較】
1-2．ナトリウム二次電池の種類と注目動向
(1)NAS電池（ナトリウム・硫黄電池）
【図1．NAS電池の動作原理】
【図2．NAS電池の構造（左：単電池/中：システム/右：モジュール）】
(2)ナトリウム・塩化ニッケル電池
【表2．定置型LIBとナトリウム二次電池の特性比較】
(3)ナトリウムイオン電池
①NIB用電極材と電解質の動向
【図3．ナトリウムイオン電池の電極材と動作原理】
【表3．ナトリウムイオン電池の主要電極材と電解質】
②NIBの実用化とLIBの資源問題
【表4．リチウムの生産とHEV/EV用LIBに使うリチウムの必要量】
2．ナトリウム二次電池の市場見通し
2-1．定置型蓄電池の現状と見通し
【図・表1．定置型蓄電池のWW市場規模推移・予測（金額：2017-2030年予測）】
【図・表2．定置型蓄電池の用途別WW市場内訳（金額：2017年）】
2-2．ナトリウム二次電池のシェア
【図・表3．定置型蓄電池WW市場のナトリウム二次電池のシェア（金額：2017年）】
【図・表4．定置型蓄電池の累積設置容量とナトリウム二次電池のWW市場シェア（金額：2017年末現在）】
2-3．ナトリウム二次電池の市場規模予測
【図・表5．ナトリウム二次電池のWW市場規模推移・予測（金額：2017-2030年予測）】
【図・表6．ナトリウム二次電池WW市場の内訳予測（金額：2030年）】
3．注目企業・研究機関の取り組み
3-1．ナトリウム二次電池関連企業
(1)株式会社セイシング/FZSoNick SA
【図4．FZSoNick社のナトリウム・塩化ニッケル電池（単セルと製品例）】
(2)日本ガイシ株式会社
【図5．日本ガイシの新型電池（左：コンテナ型NAS電池/右：EnerCera）】
3-2．ナトリウムイオン電池関連研究機関
(1)国立大学法人京都大学 エネルギー科学研究科（萩原研究室）
【図6．イオン液体を使う中温作動型NIBの充放電曲線と試作電池】
(2)国立大学法人東京大学 工学系研究科（山田・大久保研究室）
【表5．LIB用濃厚電解液の主な特長】
【図7．LIB用濃厚電解液の主な特長】
(3)学校法人東京理科大学 理学部応用化学科（駒場研究室）
【図8．ハードカーボン負極のNaイオン吸蔵機構モデル】
(4)国立大学法人長岡技術科学大学大学院（機能ガラス易碎品限空運，非易碎品可使用海運。 工学研究室）
【図9．独自の正極活物質/固体電解質/炭素複合材合成法の利点】
【図10．全固体Naイオン二次電池の構造模式図と試作電池の点灯テスト】

《次世代市場トレンド》
●最新量子技術シリーズ（8）量子ナノ構造 （31～57ページ）
～天然のナノ構造体であるグラフェンやカーボンナノチューブなどを活用する方法も注目されている！～

1．量子ナノ構造
2．量子ナノ構造の事例
2-1．量子ドット
2-2．高効率太陽電池
2-3．高発光効率発光ダイオード
3．量子ナノ構造の応用分野
3-1．エレクトロニクス
3-2．情報通信
3-3．ライフサイエンス
3-4．エネルギー
4．量子ナノ構造デバイスの市場規模予測
【図・表1．量子ナノ構造デバイスの国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2045年予測）】
【図・表2．量子ナノ構造デバイスの応用分野別国内市場規模予測（金額：2020-2045年予測）】
5．量子ナノ構造に関連する企業・研究機関の取組動向
5-1．国立大学法人大阪大学
5-2．国立大学法人京都大学
5-3．学校法人慶應義塾大学
（1）Auナノワイヤーを用いた量子ドットデバイス
【図1．Auナノワイヤーを用いた量子ドットデバイス】
（2）単層CNTによる単一光子
【図2．単層CNTにおける単一光子発生の模式図】
（3）超微細超伝導ナノワイヤーデバイス
【図3．架橋CNTを基板としたNbNナノワイヤーと熱・量子位相スリップ】
5-4．国立大学法人埼玉大学
5-5．国立大学法人千葉大学
5-6．国立大学法人東京工業大学
5-7．国立大学法人東京大学
5-8．学校法人東京理科大学
【図4．コレステリック液晶のらせんナノ構造の模式図】
【図5．フルカラーイメージングフィルムの実際の発色状況】
【図6．CLEの実際の発色状況】
5-9．国立大学法人東北大学
【図7．固体ナノ構造中の繊細な局所電子状態等の測定】
【図8．半導体量子ドットを用いた量子ビットデバイス】
5-10．国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）
【図9. （a）分子を内包したVRTTの模式図（b）作製した試料断面の走査型トンネル電子顕微鏡像】
【図10．グラフェンとhBNによって形成される超格子構造の模式図】
【図11．グラフェンとhBNで作製した原子層超格子デバイスの光学顕微鏡写真（左）と模式図（右）】
5-11．国立大学法人北海道大学
【図12．半導体量子ドットにInGaAs薄膜量子井戸をトンネル結合させた新しいハイブリッドナノ構造の
模式図】
6．量子ナノ構造の将来展望
7．「最新量子技術シリーズ」を終えるにあたって

●IoT・5G・自動運転と「超小型モビリティ」の市場動向(2) （58～69ページ）
～間近に迫った5G・IoT・自動運転が超小型モビリティ市場を活性化～

1．超小型モビリティとIoT、そして5G通信（続き）
1-1．超小型モビリティに関連する設備環境
（1）ステーションの設置
（2）スマホアプリの利用とエッジコンピューティング
（3）位置情報などのIoT情報を取得
（4）安心.安全と“おもてなし”
（5）サイコグラフィカルな情報の共有・提供
1-2．シェアリングに必要な要素技術
（1）5G通信方式のメリットと現況
【図1．5Gとは何か】
【図2．4Gから5Gへ移行】
（2）IoTプラットフォームとエッジコンピューティングの進展状況
（3）自動運転の進捗状況と超小型モビリティの走行環境
2．超小型モビリティ市場推移
2-1．構成要素の商用化時期
【図3．超小型モビリティにまつわるICT技術の推移】
2-2．超小型モビリティの市場規模推移
【図・表1．超小型モビリティの市場規模推移（数量：2019-2025年予測）】

《注目市場フォーカス》
●音声合成技術動向 （70～93ページ）
～低コストかつ肉声並みの音声合成が実現しており、HMIの有力手段に押し上げられてきている！～

1．音声技術＝音声認識＋音声合成
2．音声合成の方式
2-1．コーパスベース音声合成
2-2．デジタル録音方式
2-3．波形接続型合成方式
2-4．統計モデル型合成方式
3．音声合成の需要分
3-1．車載機器
3-2．民生機器
3-3．エンターテインメント機器
3-4．その他
4．音声合成システムに関する市場規模推移と予測
【図・表1．音声合成システムの国内およびWW市場規模推移と予測（金額：2016-2021年予測）
【図・表2．音声合成システムの分野別国内市場規模推移と予測（金額：2016-2021年予測）】
5．音声合成システムに関するシェア
【図・表3．音声合成システムの国内市場における企業シェア（金額：2017年）】
6．音声合成技術に関連した企業・団体の取組動向
6-1．株式会社アクエスト
6-2．株式会社アクトブレイン
6-3．旭化成エレクトロニクス株式会社
6-4．株式会社アニモ
6-5．APLUS株式会社
6-6．NTTテクノクロス株式会社
【図1．音声合成ソリューション「FutureVoice Crayon」のDNN音声合成の仕組み】
【図2．クロスリンガル音声合成の仕組み】
6-7．株式会社エーアイ
6-8．株式会社KDDI総合研究所
6-9．セイコーエプソン株式会社
6-10．センサリージャパン株式会社
6-11．株式会社テクノスピーチ
6-12．東芝デバイス&ストレージ株式会社
【図3．「TZ2100」を用いた音声HMIソリューションのシステム構成図】
【図4．「TZ2100」プロセッサーの機能】
【図5．「TZ2100」音声HMIソリューションの開発スターターキット】
6-13．日本電気株式会社（NEC）
6-14．ニュアンス・コミュニケーションズ・ジャパン株式会社
6-15．株式会社日立超LSIシステムズ
【図6．「Ruby Talk」の機能の特徴である漢字の読み精度】
6-16．HOYAデジタルソリューションズ株式会社
6-17．株式会社マウビック
6-18．ルネサスエレクトロニクス株式会社
7．音声合成技術の将来展望

《新製品発表会レポート》
●完全誘導型AIマニュアル「GRACE VISION」 （94～96ページ）
～次世代マニュアルにより誰もが煩雑な機器操作を可能に～

延べ25,000冊、6,000,000ページを手掛けるマニュアル制作会社
先端テクノロジーにより変わるマニュアル
図1．「GRACE VISION 」使用状況
図2．「GRACE VISION 」MRデバイス表示画面
マニュアルを不要とするAIマニュアルにより、作業手順の覚えこみが不要に