A study on high resolution sound source localization method using high frequency components

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04399
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: Suyama Kenji 東京電機大学, 工学部, 教授 (50303011)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ディジタル信号処理 / 音響信号処理 / 音源定位 / モデル化 / マイクロホン

Outline of Final Research Achievements

A method for improving the estimation accuracy of sound source localization using a pair of microphones was studied. For this purpose, it is effective to expand microphone width and to use high-frequency signal components. However, those factors cause a spatial aliasing that brings ambiguity among estimation results. In order to resolve this difficulty, two kind of methods have been developed from different points of view each other. The first method, which is called as the sequential updating histogram method, extracts estimation results having relatively high reliability among all estimation results, in which of course a lot of incorrect results due to ambiguities are involved. The second method estimates directly by modeling a propagation delay characteristics of sound signals between microphones in a time domain, where the spatial aliasing does not occur. The effectiveness of the methods were shown through actual room experimental results.

Free Research Field

信号処理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コロナ禍を経験した我々にとって，機器に対する音声コマンド機能の重要性はますます高まっている。音声コマンドは音声認識によって実現され，音声認識性能は受音信号の品質に依存する。その際，音源方向によって選択的に受音するマイクロホンアレー技術が重要になる。その際，音源方向の検出がポイントであるが，コスト減を考慮して2マイクロホンを利用した場合，精度が劣化する。推定精度向上にはマイクロホン間隔拡張や高周波音の利用が有効であるが，空間エイリアシングによる推定結果の不定性の要因となる。本研究の成果は，不定性のある状況において，正解方向を検出する技術を明らかにしており，学術的・社会的意義が高いと考えられる。