A Study on personal adaptation of 3D spatial audio using bone conduction headphones and its application

• Project/Area Number: 17H04689
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Human interface and interaction
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: Sugita Yasunori 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30401780)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2018: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2017: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
• Keywords: 骨伝導 / 立体音響 / DPOAE / 音像定位 / HRIR / 聴覚支援 / ウェアラブル

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to improve the accuracy of the sound image localization technique using bone-conduction headphones. We considered a method for estimating the difference of transfer characteristics between from ear canal to cochlea and transducer to cochlea using DPOAE (Distortion Product Oto-Acoustic Emission) and a preprocessing method using those characteristics. As a result, we confirmed that the proposed method improves the accuracy of the sound image localization from 35% to 60%.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨導音による立体音像定位技術は、補聴器や視覚障害者の歩行支援システムなど、さまざまな応用が期待されているが、気道音による音像定位技術ほど高い定位精度が得られていないのが現状である。本研究により、気道音受聴と骨導音受聴の差異を明らかにするための多くの知見が得られた。これらは、骨導音による補聴システムの音質改善や立体音像定位技術への応用、発展に貢献するものと期待される。

Research Products

• [Presentation] 交差項を考慮した一般化スプライン非線形適応フィルタの検討 (2020)
  • Author(s): 齋藤柊二，杉田泰則
  • Organizer: 電気学会制御研究会（スマートシステムと制御技術シンポジウム2020）
• [Presentation] 2位相型ロックインアンプによるDPOAEレベル推定 (2020)
  • Author(s): 岸駿太朗，杉田泰則
  • Organizer: 電気学会制御研究会（スマートシステムと制御技術シンポジウム2020）
• [Presentation] Parameter identification of IIR adaptive filters by using particle swarm optimization and its application to HRIR (2020)
  • Author(s): Yutaro Arai, Yasunori Sugita and Tadashi Tsubone
  • Organizer: The 2020 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ディジタル・ロックインアンプを用いたDPOAE推定に関する検討 (2019)
  • Author(s): 岸駿太朗，杉田泰則
  • Organizer: 電気学会制御研究会
• [Presentation] 粒子群最適化を用いた適応フィルタのパラメータ同定 (2019)
  • Author(s): 荒井祐太朗, 杉田泰則, 坪根正
  • Organizer: 電子情報通信学会信越支部大会
• [Presentation] 正実性定理を用いた安定なスプライン再帰適応フィルタ (2019)
  • Author(s): 三輪祐介，杉田泰則
  • Organizer: 電気学会 制御研究会
• [Presentation] A stable spline adaptive recursive filter using positive realness (2019)
  • Author(s): Yusuke Miwa, Yasunori Sugita
  • Organizer: 2019 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An extraction method of DPOAE using sparse estimation (2019)
  • Author(s): Yukari Yokota, Yasunori Sugita
  • Organizer: 2019 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] リアプノフ理論を用いたスプライン適応フィルタ (2018)
  • Author(s): 三輪祐介，杉田泰則
  • Organizer: 平成30年度 電気学会 電子・情報・システム部門大会
• [Presentation] 骨導立体音像定位のための伝達特性推定法 (2018)
  • Author(s): 横田佑香里，杉田泰則
  • Organizer: 平成30年度 電気学会 電子・情報・システム部門大会