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音場のスパース表現による超解像型音場収音・再現の研究

Research Project

Project/Area Number 26880003
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小山 翔一  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (80734459)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords音響情報処理
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、音場のスパース表現に基づく超解像型音場収音・再現技術の確立を目的とする。音場収音・再現技術とは、音空間を物理的に忠実に再構成するための技術であり、これまでの手法では、マイクロフォン・スピーカの素子数や配置間隔によって、再現可能な周波数や空間解像度には限界があった。そこで、音場のスパース表現に基づく信号処理により、これまでの理論限界を超える高精度な音場収音・再現アルゴリズムを構築することを目指す。
本年度は、以下の3項目について研究を遂行した。(1) スパース信号分解に基づく音場収音・再現の超解像化手法の基本的なアルゴリズムを構築し、実験的な検証を行った。音源が空間的に疎に分布することに着目し、点音源と平面波の重ね合わせによる音場の生成モデルを考案した。スパース信号分解のアルゴリズムを利用し、この生成モデルに基づく音場のスパース表現を得ることで、収音・再現の超解像化が実現できることを示した。(2) 音場のスパース分解の高精度化・高耐性化を実現するアルゴリズムを検討した。音場の物理的な特性に基づき、時間フレーム、周波数、鏡像音源、多重極音源などに関するグループスパース信号モデルを考案し、これらに基づくスパース信号分解がより高精度かつ高耐性な信号分解を実現できることを示した。(3) スパース分解のための基底関数系の適応アルゴリズムの検討を行った。音場のスパース表現のための基底関数系は、グリーン関数などのパラメトリックな関数系となる。通常はこのパラメータを離散化し、スパース信号分解のアルゴリズムを適用することを行うが、ここでは入力信号に対して適応的にこれらのパラメータを最適化する手法を考案した。これにより、収音・再現のさらなる高精度化を実現した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] Sparse sound field decomposition with parametric dictionary learning for super-resolution recording and reproduction2015

    • Author(s)
      N. Murata, S. Koyama, N. Takamune, and H. Saruwatari
    • Organizer
      IEEE international workshop on computational advances in multi-sensor adaptive processing (CAMSAP)
    • Place of Presentation
      Cancun (メキシコ)
    • Year and Date
      2015-12-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スパース音場分解とパラメトリック辞書学習による超解像型収音・再現2015

    • Author(s)
      村田 直毅, 小山 翔一, 高宗 典玄, 猿渡 洋
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      会津大学(福島県会津若松市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Structured sparse signal models and decomposition algorithm for super-resolution in sound field recording and reproduction2015

    • Author(s)
      S. Koyama, N. Murata, and H. Saruwatari
    • Organizer
      IEEE international conference on acoustics, speech, and signal processing (ICASSP)
    • Place of Presentation
      Brisbane (オーストラリア)
    • Year and Date
      2015-04-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超解像型音場収音・再現のためのグループスパース信号表現と分解アルゴリズム2015

    • Author(s)
      小山 翔一, 村田 直毅, 猿渡 洋
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会
    • Place of Presentation
      中央大学後楽園キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-03-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-09-09   Modified: 2017-01-06  

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