2020 Fiscal Year Research-status Report
走査型マイクロホンアレイを用いた三次元音場計測における位相同期
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19K12049
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
池田 雄介 東京電機大学, 未来科学研究科, 助教 (80466333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
及川 靖広 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70333135)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 空間インパルス応答 / 複合現実技術 / 音場可視化 / 動的音場計測 / 瞬時音響インテンシティ / 等価音源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，効率的な音場計測と可視化を目指し，手持ちマイクロホンアレイによる動的な計測情報から，時間・位相変化を含む三次元音場情報の可視化手法を提案するものである。初年度に構築した音場計測システムとそれを用いた基礎的な検討に基づき，本年度も引き続き，短時間音響インテンシティ分布の可視化および，動的なマイクロホン計測信号を用いたインパルス応答分布の可視化および，等価音源を用いた反射音ごとの可視化に関する検討を行った。反射音の観測を容易にするには反射音と直接音の時間的な分離が可能な，短時間もしくは瞬時の音響インテンシティの時間変化を伴った可視化が有効である。そこで，本年度は，昨年度構築したシステムを用いて，短時間フーリエ変換や瞬時音響インテンシティ，疑似音響インテンシティベクトルといった複数の音響インテンシティの可視化実験を実施し，比較検討を行った。また，最も詳細に音場情報を知るには，室内インパルス応答の多点計測が有効であるが，計測コストは非常に高い。そこで，マイクロホン走査で動的に計測した情報から多点のインパルス応答を復元する手法について，本年度は特に，周波数領域上の音のスパース性を用いた解法について，シミュレーション実験によってグリッド上の室内インパルス応答の復元精度について検討を進めた。また，等価音源と虚像法を用いて，少数のマイクロホンで計測された室内インパルス応答から局所領域の室内インパルス応答のモデル化を行い，特に１次反射音の分離に関して実験的検討を進めた。また直接音と１次，２次反射音までは，既存手法と比べ提案手法に一定の有効性が認められた。加えて，現場で計測された室形状に基づき，音場シミュレーションを用いた可視化手法の検討を行った。２次元音場として可視化を行ったが，現場での計測時間を大幅に短縮可能なことが確認された。
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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
瞬時音響インテンシティを用いることで，直接音と反射音成分を時間的に分離が可能であることが確認され，複合現実技術を用いた動的なインパルス応答計測と可視化技術にもある一定の目途がついており、また，等価音源を用いた空間インパルス応答のモデル化についても２次反射音まで検討が進んだことから，当初の目標に対しておおむね順調に推移していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
複合現実技術を用いたマイクロホン走査型音場計測/可視化システムにおいて，位相も含めた音場の可視化手法のさらなる高精度化・高効率化を目指す。具体的には，動的インパルス応答計測におけるマイクロホン位置精度が復元精度に与える影響についてシミュレーションによる検討を実施する。また，より効率的な可視化を目指し，現在，単一マイクロホンで行っている計測を，複数のマイクロホンへと拡張し，室内インパルス応答の復元精度の向上を目指す。等価音源を用いた局所領域の室内インパルス応答のモデル化を用いた音場の可視化については，これまでの検討では２次反射音までの検討を行ってきたが，後期反射音も含めたモデル化について実験的な検討を進める。また，計測情報と数値シミュレーション用いた音響インピーダンス推定の有効性を確認し，現場に即した音場シミュレーションの精度向上を図る。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により，一部の実験や研究発表に遅延が生じたため
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