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Three-dimensional spatial control of speech for next-generation conversation support

Research Project

Project/Area Number 19K12041
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 InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Haneda Yoichi  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80647496)

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: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords空間発話特性 / 指向特性 / 音響信号処理 / スピーカアレイ / マイクロホンアレイ / 球面調和関数 / スピーカアレー / 能動騒音制御 / 発話特性 / 指向性制御 / 音場制御
Outline of Research at the Start

高齢化社会に向けて補聴支援技術はますます重要性を増しており,また大きな声での会話はプライバシー漏えいにつながることが指摘されている。そこで本研究課題では,周囲に迷惑をかけずにかつプライバシーが守られたスムーズな会話を支援することを目的に,聞く側ではなく,発声者に着目し,まず,声の空間的放射指向特性を3次元的かつ動的に把握することを行う。次に,付加的なスピーカアレーを用いて発話音声を空間的に強調あるいは抑圧する方式の可能性を検討し,新たな音声コミュニケーション支援技術の基盤づくりを行う。

Outline of Final Research Achievements

During the last few decades, the conversation support techniques have been developed from the viewpoint of the listening side like a hearing aid. Therefore, this research topic was conducted focusing on the radiation pattern of human speakers. The purpose of this study is to clarify the characteristics of radiation of speech and to establish the spatial control method of voice. First, we measured the spatial radiation pattern of utterances in an anechoic chamber. Then, we clarified that the radiation pattern may differ depending on the phonemes such as /a/ and /i/. Furthermore, we simulated speech directivity using a loudspeaker array, and confirmed that directivity reproduction is important in communication.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により,ヒトの発話放射指向特性においては個人による違いよりも音韻による違いの方が大きい可能性があることが示唆された。ただし,音韻により評価した周波数が異なるため,今後詳細な検討が必要である。一方,スピーカアレイを用いて発話放射特性を模擬した音声と模擬していない音声の比較を行い,発話放射特性の付与により話しかけらえた感じが増すなどの結果を得ており,今後のコミュニケーション支援や通信・放送における臨場感の向上に資する知見を得ることができた。

Report

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

    (12 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Two-dimensional exterior sound field reproduction using two rigid circular loudspeaker arrays2020

    • Author(s)
      Ren Yi、Haneda Yoichi
    • Journal Title

      The Journal of the Acoustical Society of America

      Volume: 148 Issue: 4 Pages: 2236-2247

    • DOI

      10.1121/10.0002280

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Directivity Control Using Two Circular Loudspeaker Arrays2019

    • Author(s)
      Y Ren, Y Haneda
    • Journal Title

      Journal of Signal Processing

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 159-162

    • DOI

      10.2299/jsp.23.159

    • NAID

      130007681731

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 正12面体スピーカアレイによる3次元発話放射特性の模擬について2022

    • Author(s)
      本地 瑛,任 逸,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 楕円アレイを用いた内側音場再現における受聴領域の伸縮と回転2022

    • Author(s)
      任 逸,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 剛球を仮定した頭部近傍複数マイクによる耳元音圧予測型ANCの検討2022

    • Author(s)
      信夫 直樹,村田 伸,伊藤 弘章,鎌土 記良,日和﨑 祐介,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 円筒関数の加法定理を用いた2次元外側局所音場再現法2021

    • Author(s)
      任 逸,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 2D Local Exterior Sound Field Reproduction Using an Addition Theorem Based on Circular Harmonic Expansion2021

    • Author(s)
      Yi Ren, Yoichi Haneda
    • Organizer
      2021 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics (WASPAA)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involution Based Speech Autoencoder: Investigating the Advanced Vision Operator Performance on Speech Feature Extraction2021

    • Author(s)
      Tianle Zhong, Israel Mendoza Velazquez, Yoichi Haneda
    • Organizer
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 頭部包囲型球面マイクロホンアレイを用いた発話放射特性の分析について2021

    • Author(s)
      本地 瑛,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元直方体音場の自動測定および可視化2021

    • Author(s)
      任 逸,羽田 陽一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 2D Sound Field Reproduction with Elliptical Loudspeaker Array based on Circular Microphone Array Signals2020

    • Author(s)
      Ren, Yi; Imaizumi, Kenta; Tsutsumi, Kimitaka; Haneda, Yoichi
    • Organizer
      AES Convention: 148
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エンドファイア型スピーカアレイを用いた能動騒音制御の検討2019

    • Author(s)
      秋元 亜門,羽田 陽一
    • Organizer
      2019年日本音響学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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