2020 Fiscal Year Research-status Report
A study on high resolution sound source localization method using high frequency components
| Project/Area Number |
19K04399
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Denki University |
|---|
Principal Investigator |
陶山 健仁 東京電機大学, 工学部, 教授 (50303011)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | マイクロホンアレー / 音源定位 / ヒストグラム / 方向推定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は，マイクロホン間隔を拡張した際に発生する空間エイリアシング問題に対し，研究代表者が提案している逐次更新ヒストグラム法が有効に動作するシステム要件について，検討を行なった。
空間エイリアシングは周波数帯域によって，2πの不定性が全く生じない帯域，1回の不定性のみ，2回の不定性が発生する帯域に分割される。その際，2回の不定性が生じる高周波数帯域は部屋の残響の影響が小さく，かつ暗騒音レベルも小さいため，解像度が高いが不定性のために誤推定結果も多数含まれる。
それを排除するために使用するのが低周波数帯域，中周波数帯域のヒストグラムであるため，それらの精度が本手法の良さを左右することになる。一般にマイクロホン間隔が広いほど推定精度が向上すると思われるが，実際には低周波数帯域として使用可能な帯域がマイクロホン間隔に反比例するため，ヒストグラム生成に必要なデータ数が限定されるため，本手法においては不都合な結果になる。実環境実験を通じて，手法に適したマイクロホン間隔が20[cm]であることを明らかにした。
また，周波数帯域によって，空間解像度の違いによって推定精度も異なるため，ヒストグラムのセル幅も調整することが望ましい。低周波数帯域のヒストグラムは，推定精度の高い高周波帯域のピーク方向検出の手がかりを与えるために用いるため，セル幅を広く設定して平滑化したヒストグラムが望ましい。一方，高周波数帯域は鋭いピークを強調するために，セル幅を狭くとることが望ましい。実環境実験結果より，低周波数帯域ほどセル幅を広げることが効果的であることを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では高周波音を有効活用する音源定位手法の検討を行なっている。そいの際に研究代表者が提案した逐次更新ヒストグラム法を適用している。この手法は，マイクロホン間隔が狭く，空間エイリアシングの影響を考慮しない場合は，十分に検討を行なっている。一方，マイクロホン間隔を広げた際に，高周波音を有効活用する場合のシステム要件については検討がなされていなかった。令和2年度に実施した検討ならびに実環境実験結果により，2マイクロホンペア利用時のシステム要件ならびに手法の利用可能範囲について明らかにすることができた。これらの成果を勘案して，おおむね順調と判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度までの検討で，2マイクロホンペアでの高周波音を利用する音源定位法に必要なシステム要件を明らかにした。しかし，2マイクロホンペアは前後の不確定性を解決できず，またマイクロホン数が最小のため，推定精度も限界がある。そこで，検討手法を複数の2マイクロホンペアを有する円状配置マイクロホンアレーに適用し，全方位型の音源定位手法に拡張する。その際，前後の不確定性の排除手法，-180°から180°への連続性の担保手法について検討するとともに，リアルタイム処理性能について検討する予定である。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で，令和2年度に開催予定であった会議が中止となった。一方，令和2年度の検討結果を受けて，公表内容が増加したため，令和3年度に開催予定の会議にて公表予定であり，そのための旅費ならびに参加費として支出する計画である。
|
Research Products
(3 results)
