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2014 Fiscal Year Annual Research Report

立体音響構成のための頭部伝達関数のモデリング

Research Project

Project/Area Number 24560552
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

足立 修一  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40222624)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 丸田 一郎  京都大学大学院, 情報学研究科, 助教 (20625511)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords制御工学 / 音響工学 / モデル化 / システム同定
Outline of Annual Research Achievements

前方や後方,上下など,さまざまな方向からの音を再現する立体音響を実現するためには,人間の頭部伝達関数を推定する必要がある。従来,音響信号処理の分野では,TSP(Time Stretched Pulse)信号を用いて頭部伝達関数を求めていたが,この方法では多方向の頭部伝達関数を一つひとつ測定しなければならず,測定に長時間を有していた。本研究では,多変数システム同定理論を用いて頭部伝達関数を推定する方法について研究し,以下の成果を得た。
まず,NHK放送技術研究所において57方向の三次元空間多方向同時同定実験を行い,得られたデータを解析した。音源から片耳までを多入力1出力システムとみなして,予測誤差法の一種である最小二乗法を用いて頭部伝達関数を推定した。その結果,音源から反対側の耳までの推定精度が少し不足することがわかり,頭部伝達関数の線形補間を用いた正則化項を最小二乗法に導入した「正則化最小二乗法」の適用を行い,精度の向上を図った。
つぎに,多入力同定実験を行うための入力信号の設計法を検討し,新しい入力信号設計法を提案した。この新しい入力信号を用いて,再度,三次元空間多方向同時同定実験を行って,得られたデータを解析した。その結果,従来,われわれが提案していた同定入力を用いた場合よりも高精度な同定結果が得られることを確認した。
最後に,パラメトリック頭部伝達関数を用いた頭部伝達関数の推定方法について検討した。この方法は,方向知覚の手がかりであるスペクトラルキューと呼ばれる量に着目し,これをスペクトルのピークやノッチをパラメータで表現したパラメトリックモデルで推定するものである。この推定法を実験データへ適用し,その有効性を明らかにした。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Low-order Modeling of Head-Related Transfer Function for Binaural Reproduction2015

    • Author(s)
      Maho Sugaya,Kentaro Matsui,Yasushige Nakayama,and Shuichi Adachi
    • Journal Title

      SICE Journal of Control,Measurement,and System Integration

      Volume: Vol.8 Pages: 108~113

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Binaural Reproduction of 22.2 Multichannel Sound with Flat Panel Display -Integrated Loundspeaker Frame for Home Use2014

    • Author(s)
      Kentaro Matsui,Satoshi Oishi,Takehiro Sugimoto,Satoshi Ooda,Yasushige Nakayama,Hiroyuki Okubo,Hiroshi Sato,Koji Mizuno,Yuichi Morita,and Shuichi Adachi
    • Journal Title

      映像情報メディア学会誌

      Volume: Vol.68 Pages: J447-J456

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Binaural reproduction over loudspeakers using low-order modeled HRTFs2014

    • Author(s)
      Kentaro Matsui,Yasushige Nakayama,Maho Sugaya,and Shuichi Adachi
    • Organizer
      137th AES Convention
    • Place of Presentation
      Los-Angeles,USA
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-12
  • [Presentation] Uncorrelated input signals design and identification with low-complexity for simultaneous estimation of head-related transfer functions2014

    • Author(s)
      Sekitoshi Kanai,Kentaro Matsui,Yasushige Nakayama,and Shuichi Adachi
    • Organizer
      137th AES Convention
    • Place of Presentation
      Los-Angeles,USA
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-12
  • [Presentation] Low-order modeling of head-related transfer functions for transaural systems2014

    • Author(s)
      Maho Sugaya,Kentaro Matsui,Yasushige Nakayama,and Shuichi Adachi
    • Organizer
      SICE2014
    • Place of Presentation
      Sapporo,Japan
    • Year and Date
      2014-09-12
  • [Presentation] Identification input design for simulatneous estimation of head-related transfer functions2014

    • Author(s)
      Sekitoshi Kanai,Kentaro Matsui,and Shuichi Adachi
    • Organizer
      SICE2014
    • Place of Presentation
      Sapporo,Japan
    • Year and Date
      2014-09-12
  • [Presentation] 頭部伝達関数同時推定のための入力信号設計2014

    • Author(s)
      金井 関利、松井 健太郎、中山 靖茂、足立 修一
    • Organizer
      日本音響学会 2014秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海学園大学 豊平キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-04
  • [Presentation] 低次HRTFモデルを用いたトランスオーラル再生2014

    • Author(s)
      松井 健太郎、中山 靖茂、菅谷 真帆、足立 修一
    • Organizer
      電子通信学会 応用音響研究会(EA)/日本音響学会電気音響研究会
    • Place of Presentation
      東北学院大学 多賀城キャンパス
    • Year and Date
      2014-08-19
  • [Book] 信号・システム理論の基礎~フーリエ解析・ラプラス変換・z変換を系統的に学ぶ~2014

    • Author(s)
      足立 修一
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      コロナ社

URL: 

Published: 2016-06-01  

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