2018 Fiscal Year Research-status Report
耳入力信号に着目した都市・建築空間における音情報の伝送品質評価に関する研究
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17K06671
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 逸人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30346233)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 音声品質 / ピッチ / 耳入力信号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，音情報の伝送品質を一般的な信号音と妨害音の強度比ではなく，人間が聴く音，つまり左右の耳に入力される音のみから評価する方法を研究することである。平成29年度は調波構造の「強度」を短時間窓で算出し，その差分の時間平均値で調波構造の「連続性」を尺度化した。しかし，その連続性の評価は人間が音声を1つのまとまりとして知覚するメカニズムと対応しているとは限らないと考えを改め，平成30年度は異なる尺度化方法を検討することとした。音声の調波構造の「強度」ではなく「基本周波数」に着目し，滑らかな基本周波数の変化が検出された区間（有声区間）の長さで連続性を尺度化するものとした。人間の聴覚をモデル化した基本周波数の推定方法を考案し，音圧波形のデータを１サンプルずつ入力すると１サンプルずつ基本周波数推定値を出力するプログラムを開発した。基本周波数の変化が断続的な区間は有声区間とされない。プログラムにクリーン音声を入力して求めた有声区間と，定常雑音を付加した音声を入力して求めた有声区間を比較し，調波構造が連続的かつ推定した基本周波数がクリーン音声のものと一致している区間が占める割合を評価指標として検討した。妨害音を広帯域定常雑音とした場合，音声了解度が0%から100%まで変化する信号音と妨害音の強度比の範囲は，提案する評価指標が0から1まで変化する信号音と妨害音の強度比の範囲に内包されることから，この評価指標を用いて音声了解度を予測できる可能性が示された。一方，周波数帯域を制限した定常雑音を妨害音とする場合，その帯域幅がある程度狭ければ，一般に音声了解度は100%からほとんど低下しない。周波数帯域を制限した定常雑音を妨害音として提案する評価指標を求めた結果，でこの傾向が反映できるかを検討した結果，妨害音が非常に強い条件でも評価指標の値はほぼ1に留まり，音声了解度と同様の傾向を示した。
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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
調波構造の「連続性」を尺度化するプログラムについてある程度の目処がついたため，おおむね順調に進展していると判断した。今後予定するロングパスエコーや残響音が妨害音の場合，基本周波数の異なる複数の調波構造が同じ時間窓内に存在することになるが，現状の方法でも基本周波数の推定において複数の基本周波数の候補を求めるアルゴリズムとなっており，今後の研究を進める上で，大きなプログラムの変更は必要ないと考えられる。また，音声と妨害音の到来方向が異なる場合についても研究することを予定しているが，こちらも既存の両耳聴モデルを取り込んだ形でプログラムを作成しており，比較的簡易に対応が可能と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請時に予定していた通り，(1)調波構造の「連続性」及び「類同性」に基づく尺度化法の確立，(2)音の空間特性を考慮した尺度化法の確立の2つのテーマについて研究を進める。両テーマは並行して進めることが可能である。(1)については，まずロングパスエコーが妨害音の場合について検討し，音声が時間的にずれて聴こえることによるの音声了解度の違いを，２つ検出されると考えられる調波構造の基本周波数の滑らかな変化パターンがどの程度似ているかで評価できるかを検討する。(2)については開発したプログラムを両耳聴モデルに拡張し，音声と妨害音の到来方向の違いによる音声了解度の違いを評価できるかを検討する。
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| Causes of Carryover |
心理実験にかかる費用を予算に計上していたが実験準備の段階に留まったため，次年度使用額が生じた。平成31年度の心理実験にかかる費用に次年度使用額を充当する予定である。
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