2015 Fiscal Year Research-status Report
聴覚ディスプレイに基づくウェアラブルな音空間集音・再生システムの開発
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15K00280
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
渡辺 貫治 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / マイクロホンアレイ / 聴覚ディスプレイ / 収音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，音源の位置や音源が存在する空間の広さ・響き具合などを仮想的に再現し提示する聴覚ディスプレイシステムに基づき，全周方向の音空間を高い臨場感で再現し，かつ可搬性の高いウェアラブルなシステムの実現を目標とする．そのためにシステムに適した収音方法についても検討を行う．本研究では，これまでの研究（若手研究 (B)(21700140)) において実現した，多数の仮想音源を提示可能な聴覚ディスプレイを発展させてシステムの実装を行う．
収音システムにおいて，複数のマイクロホンを並べたマイクロホンアレイを用いることで指向性のある収音，いわゆるビームフォーミング処理を行う．ビームを全周方向に設置することで，音空間全体の収音を行う．そのようなシステムを実現するためには，まずビームの収音性能について明らかにする必要があると考え，平成27年度は，ビームの幅や方向依存性について検証することとした．評価はコンピュータシミュレーションによって行った．マイクロホンアレイとしては，マイクロホンの個数は32個とし，直線上に並べたものを使用した．また，マイクロホンごとに音源からの距離が異なることによって生じる遅延時間を補償することで指向性を実現する遅延和法を適用した．システムでは，全周方向に対し収音したものを足し合わせることで，両耳への2ch信号を算出する．
正弦波を用いた評価の結果，ビームを向けた方向と同じ方向に音源がある場合，最終的な2ch信号において元の正弦波が復元されたことから，音源方向の情報を取得しつつ，音源信号も得られていることが示された．また，設置されたビームの方向は離散的であるため，必ずしも音源方向と一致するわけではないが，音源に近いビームから収音された音信号を合成した結果，最終的な信号があまり歪むことなく復元されたため，音源位置によらず収音が可能であることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コンピュータシミュレーションでの評価であり，音源信号が正弦波のみの限定的な評価ではあるものの，想定した結果が得られており，提案する収音システムの有効性が確認できたことから，順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
システムの課題として，マイクロホンアレイのマイクロホン配置やビームフォーミング処理を変更した場合の性能評価が必要である．また，聴感上でシステムが有効であることを示すために，聴取実験による主観評価が必要である．
今後は，主に以上のマイクロホンアレイの条件を変更した場合の評価と，主観評価をそれぞれ行う予定である．
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| Causes of Carryover |
本研究では，マイクロホンの個数，配置，ビームフォーミング処理法など検討対象となるパラメータが多く，さまざまな側面からの検討が必要である．そのため，平成27年度中はシミュレーションによる検証を主に行った結果，必要とする費用が当初より少なめに抑えられた．一方，平成28年度は実環境での検証も予定しており，多数のパラメータに対して行うためには実験装置に要する費用が多くなると予想されたため，それに平成27年度の助成金の一部を充てた方が有効に活用できると考えたため，次年度使用額を使用することとした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
申請書の予定通り，まずダミーヘッドの購入に使用する．ダミーヘッドは本体だけでも100万円近くかかり，それに加えて録音用のマイクロホンや機材をそろえるために，次年度使用額も用いる予定である．
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Research Products
(1 results)
