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A modeling of spatial auditory masking in 3D audio field and its application to audio coding and enhancement for AR and VR

Research Project

Project/Area Number 19K12021
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

Nishiguchi Masayuki  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 貫治  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords聴覚のマスキング効果 / 音響符号化 / 3次元音響 / イマーシブオーディオ / Virtual Reality / Augmented Reality / 空間的マスキング効果 / 周波数マスキング / 同時マスキング / 継時マスキング / レンダリング / AR / VR / 符号化 / マスキング閾値 / マスカ― / マスキー / マスキングスレッショルド / マスキング効果 / 3D音場
Outline of Research at the Start

音響再生環境の多チャンネル化, あるいはAR(拡張現実)やVR(仮想現実)に於けるバイノーラル再生の普及とともに3D音場の収音・伝送・再生・強調技術の重要性が増している。 しかし同時刻に複数の音源が空間的に配置された際の音源相互のマスキング効果や聞こえについては, その作用・効果が殆ど明らかにされておらず応用に至っていない。そこで本研究では, 受聴者を取り囲む3次元空間中に配置された複数の音源相互が, どのように影響しながら受聴者に聞こえているのか, 3D音響空間におけるマスキング効果がどのように働くのか, その作用・構造を明らかにし, 3D音場の収音・符号化・伝送・再生に資することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Spatial auditory masking in the field of 3D audio has been thoroughly investigated. This involves the measurement of how a sound signal originating from a particular direction interferes with or 'masks' another sound signal emanating from a different direction. Various arrangements or frequency components in the sound signals were utilized for measurement purposes.
The results show interesting discoveries. When considering two sound signals located on the horizontal plane, it was observed that the level of masking threshold exhibits symmetry with respect to the frontal plane of the subjects. In other words, a sound signal originating directly in front of a subject not only masks signals originating nearby but also those coming from directly behind the subject.
Furthermore, when examining signals positioned at different elevations, it was noted that a sound signal emanating from above the subject's head tends to induce stronger masking effects compared to signals from other directions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来,音響符号化において,聴覚のマスキング効果は主に周波数軸上のそれが利用されてきた。一方,全天球から到来する音が相互にどのように影響しあうのかを明らかにすることは,今後普及が進むであろう3次元音響やイマーシブオーディオの伝送や再生に大きな役割を果たすと考える。とくにその符号化やレンダリングにおいて,伝送情報量や処理量などのリソースの優先順位をつけるうえで欠かせない情報となる。受聴者にとって重要な情報を優先して伝送,再生することで,限られた資源のなかでより高い臨場感を得ることが出来るようになると考える。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (7 results) (of which Overseas: 4 results)

  • [Journal Article] 実音源と仮想音源の間の空間的マスキングについて2022

    • Author(s)
      西口正之
    • Journal Title

      日本音響学会誌

      Volume: 78 巻 3 号 Pages: 143-149

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    • Organizer
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    • Organizer
      応用音響研究会,電子情報通信学会
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    • Author(s)
      Masayuki Nishiguchi, Yuuki Saito, Kanji Watanabe, Koji Abe
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      155th AES convention
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  • [Presentation] 正中面における仰角の異なる音源間の空間的マスキング効果2023

    • Author(s)
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
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      齋藤優季, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
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      日本音響学会秋季研究発表会
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    • Author(s)
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
    • Organizer
      第137回音楽情報科学研究会, 情報処理学会
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    • Author(s)
      西口正之
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      日本音響学会秋季研究発表会
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      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
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      西口正之, 石原颯馬, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
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    • Author(s)
      Masayuki Nishiguchi, Soma Ishihara, Kanji Watanabe, koji Abe, Shouichi Takane
    • Organizer
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology APSCIT
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    • Author(s)
      Masayuki Nishiguchi , Kazuki Ishimoto, Kanji Watanabe , Koji Abe, and Shouichi Takane
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      Audio Engineering Society 149th Convention
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 量子化雑音の知覚に対する空間的マスキング効果の影響2020

    • Author(s)
      山中佑馬, 西口正之, 渡邉貫治, 高根昭一, 安倍幸治
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      電子情報通信学会技術報告
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  • [Presentation] 空間的マスキング効果に基づく3D音響符号化に関する検討2020

    • Author(s)
      山中佑馬 ,西口正之,渡邉貫治,高根昭一,安倍幸治
    • Organizer
      日本音響学会 2020春季研究発表会
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  • [Presentation] Spatial auditory masking for three-dimensional audio coding2019

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      Masayuki Nishiguhci, Kodai Kato, Kanji Watanabe, Koji Abe, and Shouichi Takane
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      Audio Engineering Society 147th Convention
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    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 信号伝送方法, 信号生成方法, 信号再生方法, 音声信号処理プログラム, 音声伝送装置, 音声再生装置, 及び音声伝送再生システム2023

    • Inventor(s)
      西口, 齋藤
    • Industrial Property Rights Holder
      西口, 齋藤
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び復号化装置2021

    • Inventor(s)
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田県立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-502010
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 音頻信号編碼方法、音頻信号解碼方法、程序、編碼装置、音頻系統及解碼装置2021

    • Inventor(s)
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田県立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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    • Inventor(s)
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田県立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] Acoustic signal encoding method, acoustic signal decoding method, program, encoding device, acoustic system, and decoding device2021

    • Inventor(s)
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Holder
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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    • Inventor(s)
      西口正之、加藤巧大
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田県立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び復号化装置2019

    • Inventor(s)
      西口, 加藤
    • Industrial Property Rights Holder
      西口, 加藤
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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