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高臨場感音場再現のための波動理論に基づくインパルス応答推定技術の研究

Research Project

Project/Area Number 19K12044
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 InstitutionOita University

Principal Investigator

古家 賢一  大分大学, 理工学部, 教授 (10643611)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsインパルス応答 / 音響モデル / 球面波モデル / 平面波モデル / 方向別インパルス応答 / 高臨場感音場再現 / インパルス応答測定 / 空間補間 / 波動理論
Outline of Research at the Start

本研究では、受聴者から離れた位置のインパルス応答から受聴範囲でのインパルス応答を高い精度で推定する手法の確立を目的とする。具体的な研究項目は、(I) インパルス応答推定のための波動理論に基づく音場モデルの構築,(II) 離れた位置でのインパルス応答から受聴者位置のインパルス応答の推定手法波数の確立、(III)100chスピーカ・マイクロホン規模の実験システムでの提案法の効果検証、である。本研究は、一般家庭や映画館での高臨場感立体音響再生システムへの応用が期待される。

Outline of Annual Research Achievements

遠隔地の音空間をリアルタイムで立体的・高臨場感に再現する音場再現技術を用いた音場伝送・再現が研究されているが、高精度な音場再現のためには制御スピーカから受聴範囲での音響特性すなわちインパルス応答を事前に測定する必要があるが受聴者の位置に常に測定用マイクロホン配置してインパルス応答を測定することは困難であった。本研究では、受聴者から離れた位置のインパルス応答から受聴範囲でのインパルス応答を高い精度で推定する手法の確立を目的とする。これまでに,提案法の音響モデルは従来の音響モデルに比べて離れた位置のインパルス応答を精度よく推定できることが分かったが,サンプリング周波数16kHzの場合,距離5cm以上離れると大幅に精度が劣化することも分かった。さらに,推定精度向上のためにインパルス応答を直接音,初期反射音,後部残響音の3つの部分に分割しそれぞれに最適な音響モデルを検討したが,実験の結果,インパルス応答の補間位置によっては補間精度が向上することが分かったが,全ての補間位置を平均すると従来とあまり差がなかった。そこで2023年度は,提案手法の音響モデルでは精度が向上しない原因を調査した。その結果,インパルス応答のインパルスの反射部分は精度は悪くなっていないが,無音部分に現実には存在しない振動成分が生じており,補間精度を劣化させている要因であることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初計画の方向別ごとの音響モデルに加え直接音,初期反射音,後部残響音の3つの部分にそれぞれ最適な音響モデルを実装したが,補間精度向上の効果が思ったほど出なかった。

Strategy for Future Research Activity

提案手法で補間精度が向上しない要因を突き止め,提案法を改良して行く。特に今回明らかになった無音部分での振動成分は補間計算のアルゴリズム的な問題があるのではないかと考えており,計算誤差に強い安定したアルゴリズムなどの導入を検討する。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] Spatial Interpolation of Room Impulse Responses Using Information on Early Reflection Directions2023

    • Author(s)
      Ichizo Furusho , Keisuke Nishijima , Ken'ichi Furuya
    • Journal Title

      Proceedings of the 17th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems

      Volume: 1 Pages: 377-383

    • DOI

      10.1007/978-3-031-35734-3_38

    • ISBN
      9783031357336, 9783031357343
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acceleration of Sound Source Separation by Time Direction Division-Based Deep Neural Network2023

    • Author(s)
      Shogo Sasao , Ken'Ichi Furuya
    • Journal Title

      Proc. 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics

      Volume: 1 Pages: 380-381

    • DOI

      10.1109/gcce59613.2023.10315602

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quality Improvement of Children's Speech by Speaker Vector in General Purpose Vocoder2022

    • Author(s)
      Satoshi Yoshida, Ken’ichi Furuya , Hideyuki Mizuno
    • Journal Title

      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)

      Volume: 1 Pages: 393-394

    • DOI

      10.1109/gcce56475.2022.10014259

    • Related Report
      2022 Research-status Report
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  • [Journal Article] Introducing speaker vectors for Child speech synthesis in Neural vocoders2022

    • Author(s)
      Yoshida, S., Furuya, K., Mizuno, H
    • Journal Title

      16th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems, CISIS 2022

      Volume: Volume 497 LNNS Pages: 538-547

    • DOI

      10.1007/978-3-031-08812-4_52

    • ISBN
      9783031088117, 9783031088124
    • Related Report
      2022 Research-status Report
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  • [Journal Article] Detection of Vascular Stenosis using Average of Differences between Multiple Positions in Shunt Sound2022

    • Author(s)
      Nishijima Keisuke, Furuya Ken'ichi
    • Journal Title

      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      Volume: 1 Pages: 642-643

    • DOI

      10.1109/lifetech53646.2022.9754741

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  • [Journal Article] Voice Quality Change Due to the Amount of Training Data for Multi- and Target-Speaker WaveNet Vocoders2021

    • Author(s)
      Satoshi Yoshida , Shingo Uenohara , Keisuke Nishijima , Ken'ichi Furuya
    • Journal Title

      Proceedings of the 15th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems

      Volume: 1 Pages: 727-733

    • DOI

      10.1007/978-3-030-79725-6_73

    • ISBN
      9783030797249, 9783030797256
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      2021 Research-status Report
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  • [Journal Article] Sound source separation based on multichannel non-negative matrix factorization with weighted averaging2021

    • Author(s)
      Yamamoto, T., Uenohara, S., Nishijima, K., & Furuya, K
    • Journal Title

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      Volume: 1194 Pages: 177-187

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50454-0_17

    • ISBN
      9783030504533, 9783030504540
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  • [Journal Article] A Method of Data Augmentation for Shunt Murmur Angiostenosis Detection2020

    • Author(s)
      Nishijima Keisuke、Higashi Daisuke、Furuya Ken’ichi
    • Journal Title

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      Volume: 1194 Pages: 560-568

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50454-0_58

    • ISBN
      9783030504533, 9783030504540
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      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Hyperparameter Tuning of the Shunt-murmur Discrimination Algorithm Using Bayesian optimization2020

    • Author(s)
      Noda, F., Nishijima, K., & Furuya, K
    • Journal Title

      2020 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference, APSIPA ASC 2020 - Proceedings

      Volume: 1 Pages: 929-933

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      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Effects of Equivalent Sources Arrangement on Spatial Interpolation of Impulse Responses2019

    • Author(s)
      Yoshino Masashi、Furuya Ken’ichi
    • Journal Title

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      Volume: 993 Pages: 733-742

    • DOI

      10.1007/978-3-030-22354-0_66

    • ISBN
      9783030223533, 9783030223540
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      2019 Research-status Report
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  • [Journal Article] Automatic Determination of the Optimum Number of Updates in Synchronized Joint Diagonalization2019

    • Author(s)
      Izumi Taiki、Tachioka Yuuki、Uenohara Shingo、Furuya Ken’ichi
    • Journal Title

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      Volume: 993 Pages: 743-751

    • DOI

      10.1007/978-3-030-22354-0_67

    • ISBN
      9783030223533, 9783030223540
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      2019 Research-status Report
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  • [Journal Article] Initialization for Multichannel Nonnegative Matrix Factorization Using Nonnegative Independent Component Analysis2019

    • Author(s)
      Ushijima Takahiro、Izumi Taiki、Uramoto Takanobu、Uenohara Shingo、Furuya Ken'ichi
    • Journal Title

      2019 IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics

      Volume: 1 Pages: 826-827

    • DOI

      10.1109/gcce46687.2019.9015620

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      2019 Research-status Report
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  • [Journal Article] Activation Driven Synchronized Joint Diagonalization for Underdetermined Sound Source Separation2019

    • Author(s)
      Izumi Taiki、Uenohara Shingo、Furuya Ken'ichi、Tachioka Yuuki
    • Journal Title

      2019 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference

      Volume: 1 Pages: 1318-1322

    • DOI

      10.1109/apsipaasc47483.2019.9023297

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  • [Presentation] 汎用ボコーダにおける話者ベクトルを多入力に用いた子供音声の品質改善2022

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      吉田 悟, 古家 賢一, 水野 秀之
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      吉田 悟,古家 賢一
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      衛藤 亮太,古家 賢一
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      2019年秋季日本音響学会研究発表会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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