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Development of sound signal acquisition/reproduction system that conveys sound field from ear to ear

Research Project

Project/Area Number 19K12066
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

Watanabe Kanji  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西口 正之  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsバーチャルリアリティ / バイノーラル / 収音 / 頭部伝達関数 / 両耳間レベル差 / 両耳間時間差 / バイノーラル録音 / マルチモーダルインタフェース / ユーザインタフェース
Outline of Research at the Start

本研究では,音に関する空間の情報を任意の場所で仮想的に再現するため,ダミーヘッドによる収音で得られる両耳信号を聴取者の両耳信号に変換することで,多数のマイクロホンを必要としない小規模な収音・再生システムの実現を目標とする.従来のマイクロホンアレイで収音する方法は,低域の再現精度を高めるために巨大なアレイを用いる必要がある.一方,ヒトが両耳信号から空間を知覚していることを考えると,収音時に両耳信号を得ることで音空間情報は十分取得可能であると考えられる.方向知覚の手がかりである両耳間レベル差に着目して音空間を方向別に分解し,聴取者の両耳間レベル差に基づく個人化を行うシステムを実装する.

Outline of Final Research Achievements

An investigation was conducted to realize sound acquisition and reproduction in a sound field with a small-scale system. In this study, we constructed a individualization processing that converts a dummy head recording signal into a signal suitable for a listener. The system estimates the direction of arrival of the sound signal based on the interaural level difference (ILD). In addition, individualization is performed by adjusting and replacing the recorded signals so that the listener's ILD and interaural time difference (ITD) correspond to the direction of arrival. By objective evaluation and subjective evaluation, it was shown that it is possible to estimate the direction for one sound source, and that the effect of individualization can be obtained although it depends on the listener. In parallel, we also investigated a small-scale sound acquisition system using a microphone array, and showed that it is possible to implement it with an array of about 2 m.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のシステムは,ある聴取者が空間で得られる体験を,別の聴取者にあたかも遠隔地の空間にいるかのような高い臨場感を与えることができるものである.すなわち,バーチャルリアリティの発展や遠隔コミュニケーションシステムの高度化への貢献が期待できる.同様なシステムの例はあるものの,聴覚による音空間の手がかりを活用したものの例は少ないため,本研究によって得られた知見は従来のシステムにも反映され得るものであり,学術的にも意義があると考えている.

Report

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

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (8 results)

  • [Presentation] 3D音響信号の効率的なバイノーラルレンダリングに関する検討2022

    • Author(s)
      水谷勇貴, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 石川智一, 榎本成悟
    • Organizer
      音学シンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 聴取者から音源までの距離の変化がマスキング効果に及ぼす影響について2022

    • Author(s)
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ビームフォーミングに基づく音空間収音におけるサイドローブ抑圧による空間再現精度向上の検討2022

    • Author(s)
      大屋敷凌佑, 渡邉貫治, 西口正之, 安倍幸治, 高根昭一
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] バイノーラル収音再生システムにおける両耳間レベル差及び時間差の個人化に関する一検討2021

    • Author(s)
      (2)渡邉貫治,日高幸祐,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 音空間収音における低域のビームフォーミング処理の有無の聴感への影響2020

    • Author(s)
      渡邉貫治,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [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
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 音空間収音において低域に適用するビームフォーミング処理の聴感への影響2020

    • Author(s)
      渡邉貫治,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • Organizer
      日本音響学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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