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Development of a three-dimensional auditory virtual space synthesis method for supporting intellectual and affective activities based on the interaction between humans and the environment

Research Project

Project/Area Number 19H04145
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Sakamoto Shuichi  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60332524)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺本 渉  熊本大学, 大学院人文社会科学研究部(文), 教授 (30509089)
大谷 真  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40433198)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywordsバーチャルリアリティ / 聴空間センシング / 3次元音空間再生 / 臨場感通信 / 遠隔協働
Outline of Research at the Start

本研究では複数の人間が協働して行う知的感性活動を支える「場」を,バーチャル環境で高精度に構築する技術の確立を目指す。常時全周囲から到来しアンビエントな情報も含んでいる聴覚情報に着目し,申請者がこれまでに培ってきた3次元音空間高精度収音・再生技術を基盤として,実在する聴空間としての様々な「場」を正確に取得・分析し,「場」の音響特徴を明らかにする。また,その「場」における人間の振るまい,「場」と人間との相互作用の分析を通して,人間の持つ「場」の本質をつかむ能力を音空間の取得という観点から体系化する。最終的には,それらの知見に基づいて,音環境プラットホームとしての「場」の創出基盤技術を確立する。

Outline of Final Research Achievements

The objective of this project is to synthesize a three-dimensional environment to support human intellectual and affective activities. In this project, we focused on the effectiveness of auditory information because humans perceive the impressions and atmospheres of various environments through auditory cues. Additionally, it is important to consider the humans themselves who share the environment. Therefore, we aimed to reproduce an appropriate auditory space for these activities, taking into account the interaction between humans and the environments.
Throughout the research period, we successfully developed several fundamental technologies for auditory space synthesis, including high-precision auditory space recording and reproduction techniques using distributed spherical microphone arrays, near-field head-related transfer function synthesis methods, and the perceptual mechanisms of affective multi-modal environments that incorporate audio-visual and vibration information.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人間がバーチャル環境で協働,協奏して知的感性活動を行うような機会は増えており,本研究の成果は,そのような環境をより人間に適した形で構築するための基盤となるものである。したがって,単にアミューズメントなどのエンターテインメントの分野だけでなく,遠隔教育などの分野にも波及が期待される。また,研究を通して明らかとなった人間の知覚感性メカニズムは,工学のほか,心理学,情報学などに対しても寄与が見込める学際的な成果と考えている。

Report

(4 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 多感覚コンテンツにおける最適振動レベルに影響を及ぼす映像および音響特徴量の検討2022

    • Author(s)
      阿部翔太,坂本修一,山高正烈,鈴木陽一,行場次朗
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: EMM2021-89 Pages: 31-36

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ear Centering for Accurate Synthesis of Near-Field Head-Related Transfer Functions2022

    • Author(s)
      Urviola Ayrton, Sakamoto Shuichi, Salvador Cesar D.
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12 Issue: 16 Pages: 8290-8290

    • DOI

      10.3390/app12168290

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Determination of Optimal Levels of Whole-body Vibration Using Audio-visual Information of Multimodal Content2022

    • Author(s)
      Abe Shota, Sakamoto Shuichi, Cui Zhengile, Suzuki Yo-iti
    • Journal Title

      Journal of Information Hiding and Multimedia Signal Processing

      Volume: 13 Pages: 226-238

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 頭部運動が相対回転移動音の位置知覚に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      守部颯一郎,坂本修一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: HIP2021-56 Pages: 43-48

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 聴覚的注意の空間特性の方向依存性に関する検討2021

    • Author(s)
      富松智志,坂本修一,川瀬哲明,CHAIT Maria
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: SP2021-37 Pages: 66-70

    • NAID

      40022734755

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    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 空間関数表現に基づくバイノーラル収音再生法の実現モデルの違いが音空間再現精度に与える影響2021

    • Author(s)
      武元航,坂本修一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: EA2021-26 Pages: 33-38

    • NAID

      40022674049

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effects of Visually Induced Self-Motion on Sound Localization Accuracy2021

    • Author(s)
      Honda Akio, Maeda Kei, Sakamoto Shuichi, Suzuki Yo-iti
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 173-173

    • DOI

      10.3390/app12010173

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ear Centering for Near-Distance Head-Related Transfer Functions2021

    • Author(s)
      Urviola Ayrton, Sakamoto Shuichi, Salvador Cesar D.
    • Journal Title

      Proc. International Conference on Immersive and 3D Audio

      Volume: - Pages: 1-8

    • DOI

      10.1109/i3da48870.2021.9610891

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Directional Early-to-Late Energy Ratios to Quantify Clarity: A Case Study in a Large Auditorium2021

    • Author(s)
      Campos Alexis, Sakamoto Shuichi, Salvador Cesar D.
    • Journal Title

      Proc. International Conference on Immersive and 3D Audio

      Volume: - Pages: 1-9

    • DOI

      10.1109/i3da48870.2021.9610935

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  • [Journal Article] 仮想球モデルに基づく分散マイクロホンアレイを用いた音場収音再生法に関する一検討2020

    • Author(s)
      片田晃輔,坂本修一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: EA2020-23 Pages: 9-14

    • NAID

      40022420835

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  • [Presentation] 多感覚コンテンツにおける音響特徴量を用いた全身振動最適レベル決定法の検討2022

    • Author(s)
      阿部翔太,坂本修一,山高正烈,鈴木陽一,行場次朗
    • Organizer
      日本音響学会2022年春季研究発表会
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  • [Presentation] 頭部運動が相対回転移動する音像の位置知覚に与える影響2021

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      守部颯一郎,坂本修一
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      富松智志,坂本修一,川瀬哲明
    • Organizer
      日本音響学会2021年秋季研究発表会
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  • [Presentation] 多感覚コンテンツに付加する全身振動情報の最適振動レベル決定法に関する検討2021

    • Author(s)
      阿部翔太,坂本修一,山高正烈,鈴木陽一,行場次朗
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会第26回大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分散マイクロホンアレイのアレイ配置を考慮した仮想球モデル型広領域音場収音法の検討2021

    • Author(s)
      片田晃輔,坂本修一
    • Organizer
      日本音響学会2021年春季研究発表会
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      及川隼平,坂本修一
    • Organizer
      日本音響学会2021年春季研究発表会
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  • [Presentation] 空間方向の平滑化頭部伝達関数がSENZI音空間再現精度に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      富樫凌,坂本修一,Salvador Cesar,Trevino Jorge,鈴木 陽一
    • Organizer
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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