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Development of correction filter for 3D spatial audio using bone conduction headphones

Research Project

Project/Area Number 20H04225
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

Sugita Yasunori  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30401780)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 越田 俊介  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70431533)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Keywords骨伝導 / 音像定位 / クロストークキャンセル / 3D頭部モデル / FDTDシミュレーション / 非線形 / クロストーク / 聴覚支援
Outline of Research at the Start

ヘッドホンなどを用いて空間的に拡がりをもつ(立体的な)音を再生する立体音像定位技術は、3Dサラウンドシステムなどのエンターテイメント分野で実用化されつつある。しかし、これまでの立体音像定位研究は、通常のヘッドホンの使用を前提としており、鼓膜を介して音を聞く気道音によるものが殆どである。本研究は、耳を塞ぐことのない骨伝導ヘッドホンを用いた立体音像定位技術を対象とし、高い音像定位精度の実現手法を研究・開発する。本研究により得られる成果は、補聴器や視覚障害者の歩行を補助する音声案内システムなど、さまざまな応用が期待される。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to improve the accuracy of the sound image localization technique using bone-conduction headphones. In order to improve the accuracy of sound localization technology for bone conduction headphones, we investigated a technique for highly accurate correction of crosstalk cancellation and pathway characteristics of bone conduction, and clarified its effectiveness through subject experiments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨導音による立体音像定位技術は、補聴器や視覚障害者の歩行支援システムなど、さまざまな応用が期待されているが、気道音による音像定位技術ほど高い定位精度が得られていないのが現状である。本研究では、骨導音受聴での定位精度を向上させるための多くの知見が得られた。これらは、骨導音による補聴システムの音質改善や立体音像定位技術への応用、発展に貢献するものと期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Efficiency Evaluation of Bone Conduction Devices Using Three-Dimensional Finite-Difference Time-Domain Head Model2022

    • Author(s)
      Kakeru Nishimoto, Yasunori Sugita
    • Journal Title

      Journal of Signal Processing

      Volume: 26 Issue: 6 Pages: 177-182

    • DOI

      10.2299/jsp.26.177

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • Year and Date
      2022-11-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spline nonlinear adaptive filters considering cross terms2021

    • Author(s)
      Saito Shuji、Sugita Yasunori
    • Journal Title

      Signal Processing

      Volume: 184 Pages: 108054-108054

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2021.108054

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parameter identification of IIR adaptive filters by piecewise-linear map optimizers2021

    • Author(s)
      Yutaro Arai, Yasunori Sugita and Tadashi Tsubone
    • Journal Title

      Proceedings of The 2021 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      Pages: 157-159

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spline Nonlinear Adaptive Filter With Cross-Terms2020

    • Author(s)
      Yuki Akutsu, Shuji Saitou, Yasunori Sugita
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems

      Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/icecs49266.2020.9294834

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 歯骨伝導における骨導音知覚寄与成分の調査・検討2023

    • Author(s)
      矢田雅人, 杉田泰則
    • Organizer
      令和5年度電気学会全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨導音を用いた音像定位における音像スウィング法の適用に関する検討2022

    • Author(s)
      西村晃,杉田泰則
    • Organizer
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨導音を用いた音像定位における音像スウィング法の切り替え時間に関する検討2022

    • Author(s)
      西村晃,杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯骨導音で知覚される音像定位の評価2022

    • Author(s)
      福森美月, 矢田雅人, 杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] A Study on the Usefulness of Dental Bone Guidance by Numerical Analysis2022

    • Author(s)
      Kakeru Nishimoto, Yasunori Sugita
    • Organizer
      The 2022 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バーチャルマイク法を用いた非線形ANCシステムに関する一検討2022

    • Author(s)
      藤田啓吾,杉田泰則
    • Organizer
      電気学会制御研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] A Cascaded Spline Nonlinear Adaptive Filter Using L1 Norm Optimization2021

    • Author(s)
      Keigo Fujita, Yasunori Sugita
    • Organizer
      The 2021 International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 側頭部装着型骨伝導イヤホン使用時の頭内骨導音伝搬解析2021

    • Author(s)
      西元翔, 杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯骨伝導による音知覚に関する一検討2021

    • Author(s)
      堀江智陽, 杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カオスダイナミクスに基づく多点探索型最適化手法によるIIRシステム同定に関する検討2021

    • Author(s)
      冨田将志, 坪根正, 杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] L1正則化を用いた一般化スプライン非線形適応フィルタ2021

    • Author(s)
      阿久津祐稀, 杉田泰則
    • Organizer
      電気学会 制御研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 非線形システム同定のためのカスケード型スプライン適応フィルタの検討2021

    • Author(s)
      阿久津祐稀,杉田泰則
    • Organizer
      電気学会 制御研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 交差項を考慮した一般化スプライン非線形適応フィルタ2020

    • Author(s)
      阿久津祐稀, 杉田泰則
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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