2016 Fiscal Year Research-status Report
立体音響システムのための頭部伝達関数の多変数モデリングと制御
| Project/Area Number |
15K06150
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
足立 修一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40222624)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (80725680)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 多変数制御 / システム同定 / 音響工学 / 立体音響 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までで頭部伝達関数の同定に関する研究がひと段落ついたので，今年度は，昨年度までの研究成果として得られた頭部伝達関数を用いて，立体音響を実現する方法について検討した。
立体音響を実現する方法として，対角化法などいくつかの方法を検討したが，その中で出力追従制御を応用した状態空間におけるトランスオーラル再生法を新たに提案した。提案法では，トランスオーラル再生制御器の設計を，制御器のH∞ノルムを評価指標とする凸計画問題として定式化し，制約の記述には線形行列不等式を用いた。このようにすることにより，トランスオーラル再生法に関係する制御仕様が，適当な等価変換と変数変換により線形行列不等式（Linear Matrix Inequality: LMI）に帰着することを示すことができた。そのため，その解を容易に得ることが可能になった。
さらに，チャンネルベースの3次元音響方式である22.2マルチチャンネル音響に，提案したトランスオーラル再生法を適用した。特に，ディスプレイに一体化される枠型スピーカアレイとラインアレイスピーカを用いた22.2マルチチャンネル音響のトランスオーラル再生法に注目し，その試作機を用いた。そして，試作したスピーカを用いた数値シミュレーション実験により，提案した頭部伝達関数の多方向同時推定法とトランスオーラル再生法の有効性を示した。
これらの研究とは独立に，対象の逆システムを直接同定する方法についても検討した。立体音響を実現する場合，フィードフォワード制御が利用されるが，そのためには対象の逆システムが必要になるからである。まだ，検討段階ではあるが，逆システム同定の難しさとそれを解決する方法の糸口を探っている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
立体音響構成のための多変数システム同定については，理論と実験の両面において8割程度の段階まで来た。
トランスオーラル法を用いた立体音響の構成については，新しい構成法を提案し，数値シミュレーション実験により確認しており，順調に進んでいる。
実装化に向けた計算負荷低減のためのモデル低次元化についてはさらに検討を進めたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
以下のように進めていくことを予定している。
まず，頭部伝達関数の多方向同時推定法では信号対雑音比の改善が必要であり，この問題点を改善できる方法を研究していく。
つぎに，新たに提案したトランスオーラル再生法の実装化を重点的に進めていきたい。現時点では，数値シミュレーション実験にとどまっているが，実際に聴覚実験を行い，提案法の有効性を評価していく。
また，トランスオーラル再生法では聴取範囲の拡大とそれに伴う緩和処理法の検討が課題であり，これについても進めていきたい。
|
| Causes of Carryover |
平成28年度において、当初予定より旅費の支出は多くなったものの物品費に関しては発生することなく研究遂行が可能であったため、次年度使用額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度未使用額は小額であるため、次年度使用計画に大きな変更は無い。次年度分と合わせ、物品費あるいは旅費に充てる予定である。
|
