2016 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，音源の位置や室の響きなどの音空間情報を含めて収音するシステムと，それらの情報を聴取者に高い臨場感を伴って提示する再生システムを合わせた収音・再生システムの構築を目指している．再生システムについては，研究代表者の研究（若手研究(B)(21700140)）である，多数の仮想音源を提示可能な聴覚ディスプレイを用いることを想定している．
収音システムにおいて，音空間情報の一つである音の到来方向を保持する方法を検討している．そのために，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い，ビームを全方向網羅的に設置することで，音空間全体の収音を実現する．収音性能に与えるパラメータのうち，平成28年度は，アレイ形状と処理方法について検討を行った．また，前年度のシステムの評価が客観評価のみだったため，主観評価も実施した．前年度は，直線状アレイを用いたが，音源からマイクロホンまでの経路差を用いた処理を行っているため，経路差が等しい前後対象の場合区別ができないという問題点があった．そこで，28年度は円状アレイを用いて同様の検討を行った．その結果，前後を区別して収音可能であることが示された．しかしながら，ビームを向けた方向以外にも生じるビーム（サイドローブ）の影響が直線状アレイよりも大きく，波形が歪む問題が見られた．それを解決するために処理方法の見直しを行っているが，まだ解決はされていない．
一方，前年度の直線状アレイを用いた収音システムに対し，聴取実験による主観評価も実施した．実験では一音源がある仮想空間に対し，本システムで収音して得られた信号を再生システムで提示し，知覚された音源方向を被検者に回答させた．その結果，収音された音源とほぼ同じ方向に知覚され，音空間情報を含む収音がなされていることを示すことができた．
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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
収音のためのアレイの条件は多岐にわたるため，全て網羅するにはまだ検討が必要であるものの，基本的なアレイ形状の決定はできたと考えている．また，主観評価も行い，本システムの有効性を示すことができたことから，順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
ビームフォーミング処理の見直しが重要である．先行研究で単一のビームフォーミングの性能を向上させる方法が提案されているため，それらを適用するととともに，空間全体を収音するという本研究の特徴を活かしたビームのパラメータの決定方法についても検討していく予定である．また，これまでコンピュータシミュレーションでの検討しか行ってこなかったため，実環境での性能評価も実施する予定である．
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| Causes of Carryover |
前年度に引き続き，コンピュータシミュレーションを主体として検討を進めたため，費用が当初より少なめに抑えられた．しかし，今年度の実環境での評価のための準備も始めており，28年度では準備が完了しなかったが，引き続き必要な機材を購入するため，次年度への使用を申請することとした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マイクロホンアンプは購入したが，収音した信号をコンピュータに記録するためのインタフェースも必要であり，購入を予定している．また，マイクロホンアレイのためのスタンドなどを自作する必要があるため，その費用として使用する予定である．
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