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Study on sound space sensing based on an extended spatial sampling theorem

Research Project

Project/Area Number 19K12026
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 InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

Shimauchi Suehiro  金沢工業大学, 工学部, 教授 (30828702)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青木 茂明  金沢工業大学, 工学部, 教授 (10396161)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords音空間情報センシング / センサアレイ / 空間標本化定理 / 音空間情報 / センシング
Outline of Research at the Start

ある空間内を伝搬する音波を複数のセンサ(マイクロホン)を用いてセンシングすることで,音波の到来方向などの空間的情報に着目した高度な音響処理が可能となる.しかし,その精度を高めようとセンサ素子間隔を密に配置すると,センサがユーザの視界を遮ったり,他のデバイスと干渉するなど,適用域が著しく限定される問題がある.
本研究では,センサ素子間の距離と得られる空間的情報との関係を規定する空間標本化定理の概念を拡張し,センサ素子間隔を実効的に拡大させることを目的とした新たな音空間情報センシング手法の確立を目指す.

Outline of Final Research Achievements

Densely arranged microphone sensor array can accurately acquire acoustical spatial information such as direction of sound sources. However, the dense arrangement may block the view of users, or may spatially interfere with other devices in some applications.
In this study, we formulated the behavior of a sensor system composed of sparsely arranged sub-array units. We confirmed that sub-array units can be spaced wider than the uniformly arranged sensors of the ordinally microphone array in simulation experiments. We also evaluated effects of the limited sensor number or of the difference in sensitivity of each sensor in real measurements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

音波の到来方向などの空間情報を精度高く獲得することは,騒音環境下で注目する音声の情報を抽出したり,周囲の状況の変化や危険を音で検知する上で重要である.しかしながら,このような情報を獲得するためには,多数のマイクロホンを密に配置したアレイシステムを構築する必要があり,例えば,自動車の運転中に視界を遮る要因となったり,ビデオ会議システムにおいて,モニタ画面などと配置上干渉してしまう問題が生じる.本研究では,このような問題を克服するために,実効的なマイクロホン素子間隔を広げ,空間的な干渉の低減を図ることを目的とした新たなセンサアレイ方式を検証した.

Report

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

    (6 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] 空間導関数サンプリング型マイクロホンアレイの実装評価2021

    • Author(s)
      井上和弥,宝田有矢,中山篤志,島内末廣,青木茂明
    • Organizer
      電子情報通信学会 応用音響研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間導関数標本化における微分係数の差分近似の影響2021

    • Author(s)
      井上 和弥,島内 末廣,青木 茂明
    • Organizer
      日本音響学会 2021年春季研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 空間標本化定理と高次のテイラー近似との融合2020

    • Author(s)
      井上 和弥,大内 翔,鈴木 遼平,島内 末廣,青木 茂明
    • Organizer
      日本音響学会 2020年春季研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 2点のテイラー展開に基づくマイクロホンアレイ構成法の検討2019

    • Author(s)
      鈴木 遼平,井上 和弥,大内 翔,島内 末廣,青木 茂明
    • Organizer
      2019年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 空間標本化定理の拡張に関する考察2019

    • Author(s)
      井上 和弥,鈴木 遼平,大内 翔,島内 末廣,青木 茂明
    • Organizer
      日本音響学会 2019年秋季研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] テイラー展開と融合させた空間標本化定理における空間導関数の差分近似の影響2019

    • Author(s)
      大内 翔,井上 和弥,鈴木 遼平,島内 末廣,青木 茂明
    • Organizer
      電子情報通信学会 応用音響研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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