2017 Fiscal Year Research-status Report
持続的な回復力を有する環境適応可能な防災無線屋外拡声システムの設計
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16KT0100
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂本 修一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60332524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
苣木 禎史 千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (50284740)
西村 竜一 国立研究開発法人情報通信研究機構, 耐災害ICT研究センター応用領域研究室, 主任研究員 (30323116)
崔 正烈 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (60398097)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 防災 / 音声通信 / レジリエント / ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，屋外拡声システムを子局同士が動的に情報を伝達，共有し合うネットワークと捉え，一部子局が機能を失っても，システム全体でその機能を補いサービスエリア全体に聴き取りやすい音声情報を送信するように強化するものである。
平成29年度は，子局に見立てたRaspberry Piを複数台用いて構築した実験用プラットホームにおいて，各子局がお互いの状態を随時更新しつつ保持することで，機能を失った子局の発生をシステム全体で共有して動作するアルゴリズムを設計し実装した。さらにこのような状態が発生した際にも，サービスエリア全体に最大限情報を伝達することを目指し，正常に機能する子局群があるときに，それらを使ってサービスエリア全体に情報を伝えるために必要な最適な提示音圧の決定アルゴリズムを考案した。具体的には，初期到来音と後部残響音のエネルギー比で定義されるU50を規範とした確率的U50を定義し，この値のエリア全体での平均値が最大となるように各子局から出力される音声の提示音圧を最適化するものである。それ以外にも，音声のなじみの程度を表す親密度を指標として，劣悪な聴取環境でも頑健に音声伝達が可能な高親密度単語を用いる音声伝達手法の有効性を検討した。音声の話速やフレーズ間のポーズについても音声伝達性能への影響について検討が進んでいる。
これらの成果は本プロジェクトの最終目的を達成する上で必須の要素技術であり，平成30年度はこれらの個々の要素技術の精度向上を図ると共に，これらの技術を統合したシステムを用いてシステム全体のロバスト性を評価していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の最終目的を達成をする上で，子局間の連係と最適動作アルゴリズムの構築，聴取環境に頑健な音声伝達手法の提案といったキーとなる要素技術が，最終年度を待たずに目処がたった。さらに，スパースなスピーカ群における最適音声提示アルゴリズムにおいて，音の再生と収音を入れ替えるという発想から，スパースに配置したマイクロホン群においてより高い空間解像度での音源推定を行う技術の確立にも成功した。これは当初想定していなかった新しい技術であり，本研究が当初の計画以上に推移していることを示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は最終年度となることから，本研究が最終的な目標である，環境に適応した防災行政無線屋外拡声システムの設計手法を構築する。これまで培ってきた要素技術の性能向上を図るとともに，それらを統合した際のシステム全体の性能を評価する。
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| Causes of Carryover |
本研究初年度である平成28年度において，屋外環境の精密測定の目的で計上していた屋外収音マイクシステムがスマートフォンで代用できる可能性があることがわかり，屋外収音マイクシステムが不要となったため，繰越が発生した。この繰り越し分は複数台のスマートフォンを用いた測定システム構築に使用する予定であったが，平成29年度は実環境収録よりも実験用プラットホーム上での子局連携アルゴリズムの開発に注力したため，そのまま次年度に繰り越すこととなった。
平成30年度は実環境収録も念頭に，繰り越された予算を用いて収録システムを構築する予定である。
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