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ウェアラブルスピーカアレーの実現に向けた聴感的指向特性生成技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K00232
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理
研究機関電気通信大学

研究代表者

羽田 陽一  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80647496)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード音響信号処理 / スピーカ / スピーカアレー / 空間フーリエ変換 / スピーカアレイ / 指向性制御 / 円形アレイ / 直線アレイ / 聴覚心理
研究成果の概要

本研究課題では,利用者のみに音を届けるウェアラブルスピーカとして,円形および直線スピーカアレーに関する検討を行った。円形アレーではスピーカは2次元平面上に配置されているが3次元空間での指向性の振る舞いや2つ以上の円筒が近づいた際に起こる反射の影響について検討した。その結果,あらかじめ基本モードによる指向性生成能力を把握することで無理のない3次元指向性制御が行えること,2つの円筒を用いて多重反射を行うことでさらなる性能向上が望めることがわかった。さらに,2つの直線アレーをV字型に配置し,それぞれの指向性を両耳方向に向けることで,音漏れの少ないウェアラブルスピーカの構築が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では,2次元平面内に置かれたスピーカ群が3次元空間に形成する指向性をあらかじめ測定することは必要にはなるが,物理的に無理のない範囲で指向性設計するための手法を提案したこと,さらに2つ以上の円筒形アレーが多重反射を繰り返す状況において,これらを積極的に利用したほうが,性能向上が望めることを示した学術的な意義は大きい。さらに,ウェアラブルスピーカアレーのデモシステムを構築し,耳を閉塞しないシステムの可能性を示せたことは今後の新しい受聴スタイルを提示できた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Directivity control of a finite cylindrical loudspeaker array based on circular harmonics and longitudinal multipole expression2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Koya、Haneda Yoichi
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 40 号: 2 ページ: 93-104

    • DOI

      10.1250/ast.40.93

    • NAID

      130007606361

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sidelobe suppression by desired directivity pattern optimization for a small circular loudspeaker array2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Koya、Haneda Yoichi
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 39 号: 3 ページ: 243-251

    • DOI

      10.1250/ast.39.243

    • NAID

      130006730839

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音の波数領域信号処理2018

    • 著者名/発表者名
      羽田陽一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review

      巻: 11 号: 4 ページ: 243-255

    • DOI

      10.1587/essfr.11.4_243

    • NAID

      130006602792

    • ISSN
      1882-0875
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音場制御と聴覚マスキングの併用による円形スピーカアレイを用いたエリア再生法2017

    • 著者名/発表者名
      関 貴志、羽田 陽一
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 73 号: 4 ページ: 221-225

    • DOI

      10.20697/jasj.73.4_221

    • NAID

      130006109960

    • ISSN
      0369-4232, 2432-2040
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Directivity control using two circular loudspeaker arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Yi, Haneda Yoichi
    • 学会等名
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円調和展開に基づく 2 つの剛体円形スピーカアレイ用いた外側音場再現2019

    • 著者名/発表者名
      任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Around-neck loudspeaker array for wearable personal audio reproduction2018

    • 著者名/発表者名
      Tada Akinari, Haneda Yoichi
    • 学会等名
      Western Pacific Commission for Acoustics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2 つの剛体円形スピーカアレイを用いた仮想音源生成2018

    • 著者名/発表者名
      任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 円形スピーカアレイの外側へのモードマッチングによる仮想音源生成2018

    • 著者名/発表者名
      任 逸, 佐藤 航也, 羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 縦型円形アレイヘッドホンを用いた音像定位の検討2018

    • 著者名/発表者名
      草島 慧, 今泉 健太, 羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 波数とアレイ信号処理2017

    • 著者名/発表者名
      羽田 陽一
    • 学会等名
      音響学会
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域指向性再生を目指した小型エンドファイア型スピーカアレイの実装2017

    • 著者名/発表者名
      多田 明生,今泉 健太,佐藤 航也,羽田 陽一
    • 学会等名
      音響学会
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 32 面体スピーカアレイの指向性ビームの反射音を用いた上下感再生2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 浩央,羽田 陽一
    • 学会等名
      音響学会
    • 発表場所
      明治大学(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] エンドファイアアレイからなる肩掛け型ウェアラブルスピーカによる音像定位2017

    • 著者名/発表者名
      今泉 健太,羽田 陽一
    • 学会等名
      応用音響研究会
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 円形アレイを用いた円調和展開モードに基づく3次元指向性制御2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 航也,羽田 陽一
    • 学会等名
      応用音響研究会
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D Directivity Control of a Finite Cylindrical Loudspeaker Array with Cylindrical Harmonics2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sato and Y. Haneda
    • 学会等名
      2017 IEEE 6th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円調和・縦型多重極表現に基づく円筒形アレイの3次元指向性制御2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 航也, 羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Filter Design of a Circular Loudspeaker Array Considering the Three-Dimensional Directivity Patterns Reproduced by Circular Harmonic Modes2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sato and Y. Haneda
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 142nd Convention 142
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wearable Sound Reproduction System Using Two End-Fire Arrays2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imaizumi and Y. Haneda
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 142nd Convention 142
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Directivity control of a compact circular loudspeaker array2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Haneda
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      ホノルル(ハワイ)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Personal audio reproduction using two wearable end-fire loudspeaker arrays2016

    • 著者名/発表者名
      K. Imaizumi, Y. Haneda
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      ホノルル(ハワイ)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] フィルタ係数決定装置,フィルタ係数決定方法,プログラム,および音響システム2017

    • 発明者名
      羽田陽一,佐藤航也
    • 権利者名
      羽田陽一,佐藤航也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-173419
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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