2019 Fiscal Year Research-status Report
3次元音場における新たな聴覚のモデル化とAR・VRのための符号化・強調への応用
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19K12021
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
西口 正之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 貫治 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 空間的マスキング効果 / マスキング閾値 / マスカ― / マスキー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3次元空間上に配置された音源相互のマスキング効果を確認するために, 直径1.5ｍの円周上を45°づつに8等分した周上にスピーカーを設置し, マスカー, マスキーの位置を変えながらマスキング効果を測定した。その結果, 一般にマスキーの方位がマスカーから遠ざかるほどマスキング閾値が下がることが確認された。しかしその一方, マスカーに対して前頭面に関して対称の位置にあるマスキーに対してはマスキング閾値がその周辺のそれよりも上昇することが確認された。例えば前方左側（通常の2chステレオの左チャンネルの位置に相当）の音源(マスカー）によって, 左後方の音源(マスキー）の方が, リスナーの真左にある音源（マスキー）よりも方位としては離れているにもかかわらず, 強くマスクされるという現象が起きているのである。同様に, リスナーの真正面の音源によって真後ろの音がその周辺の音よりも強くマスクされるという現象を確認した。またマスカーとマスキーの前後位置を逆転させても, 同様の現象が起きることを確認した。これは恐らく,人が音像を定位する際の前後誤りと似たような現象が起きているものと推測される。
また複数のマスカーによるマスキング閾値が, それらを構成する個々の単一のマスカーによって引き起こされるマスキング閾値の大きさをリニア領域で加算したものに概ね一致することを以前確認したが, さらにいくつかの主観評価実験に基づいて, 複数のマスカーが3D空間中に存在する場合の空間的なマスキング効果を推定する簡単な数学的なモデルを構築した。そのモデルを従来の2chステレオに適用した結果, Perceptual Entropy (聴覚的な情報量）が5%程度減少するコンテンツがあることを確認した。
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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
まだ一部ではあるものの, 空間的なマスキング効果の最も基本となるデータを取得することが出来た。また, 当初想定していなかった振る舞い(前頭面に関する対称性）があることを見出したのは大きな成果の１つであると考える。
さらに部分的ではあるが, マスカ―の音像位置とそれによる空間的なマスキング効果についてもデータが出つつあり, 音源位置によるマスキング効果の実験結果と類似した結果が出てきている。このことは, 空間的なマスキング効果を符号化に応用する際に, 再生側の各スピーカーから出力される信号ではなく，音源オブジェクト間の位置関係を考慮して符号化を行う必要があることを示唆して居り, より詳細な検討を行ってゆくことが必要であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記した様に, 空間的なマスキング効果が, 音源の位置ではなく音像の位置に強く依存することを示すデータが一部とれたが, そのデータを補強してより確実なものとして, 空間的マスキング効果のモデルを構築する。
さらにマスキングのモデルを実際の量子化器に応用して3D音場の符号化器を開発する。その符号化器によって符号化された音を評価することで, 構築した空間的マスキングのモデルの妥当性を検証する。例えば, 前方の左右のスピーカーから出す音によって生成される音像が, 後方の音像を生成する後方左右のスピーカから出力される音の符号化のためのビット数を, どのように削減できるのか, 前方・後方の音像の位置関係を変えながら確認してゆく。
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| Causes of Carryover |
設備備品の出費を計画していたが, 2019年度に実施した実験は, 他の研究者の実験とのスケジュール調整を頻繁に行うことで, 研究室ですでに保有する機材を使い回しながら実行することができた。そのため備品の購入を見送り, 出費が節減できた。更に2019年度の国際会議での発表は, 学内の別予算を充てることが出来たため本予算からの出費が節減できた。
尚, 2020年度ぶんとして繰り越した予算は, 本研究に係わっている大学院学生の国際会議での発表の旅費に充てる予定である。また計算機の新規購入も検討している。
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