2022 Fiscal Year Final Research Report

Efficient infrasound sensing based on good knowledge of hearing

Research Project

PDF

Project/Area Number	19H02396
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
Research Institution	Tohoku Bunka Gakuen University (2020-2022) National Institute of Information and Communications Technology (2019)
Principal Investigator	SUZUKI Yoiti 東北文化学園大学, 工学部, 教授 (20143034)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西村竜一国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所レジリエントICT研究センター, 主任研究員 (30323116) 山高正烈愛知工科大学, 工学部, 教授 (60398097) 坂本修一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60332524)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	インフラサウンド / 超低周波音 / 低周波空気振動 / 噴火 / IoT / 頭部伝達関数 / 聴覚 / 津波
Outline of Final Research Achievements	A new signal processing procedure to effectively monitor infrasound generated by high tidal waves caused by huge earthquakes particularly under seas and explosions of volcanos considering highly effective spatial perception process of human hearing. It was quantitively shown that auditory excitation pattens in the inner ear and the difference limens of sound signals had a simple relationship. Examining the results of infrasound measurement outdoor along with the knowledge, it was suggested that effective estimation of the direction of arrival (DOA) was possible considering human spatial hearing signal processing. Then the infrasound propagation model was refined based on the present research results to derive new estimation models of the infrasound propagation characteristics, the infrasound incident direction, and the infrasound waveform. Moreover, the new algorithm was developed to simultaneously estimate both the waveform and the incident direction.
Free Research Field	マルチモーダル情報処理
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	インフラサウンドの長距離伝搬特性，到来方向，波形の推定と、到来方向の同時推定アルゴリズムを開発したことは高い学術的意義を持つ。津波と噴火の双方に対応できるMEMS気圧センサとマイクロフォンを組み合わせた装置の広帯域，低雑音な測定データから，遠く離れた地点で発生したインフラサウンドの効率的なモニタリングを図ったことにより，今後のより効率的なモニタリング網の基盤が構築できた。以上は学術的，及び，社会的に大きな意義を持つ成果である。また，聴覚科学研究にも，音源位置の変化に伴う聴覚興奮パターンの変化と人間の検知限の関係を定量的に示しえたことは大きな意義をもつ成果である。