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2個の指向性センサを用いた2次元方向分解能を有するロボット聴覚の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17500104
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関岩手大学

研究代表者

永田 仁史  岩手大学, 工学部, 助教授 (40301030)

研究分担者 安倍 正人  岩手大学, 工学部, 教授 (00159443)
藤岡 豊太  岩手大学, 工学部, 助手 (60292174)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード音源方向推定 / 指向性 / 2チャネル / 頭部伝達関数 / 頭部モデル / 2次元分解能 / ロボット聴覚 / 重みつきウィナー利得 / 耳骨モデル / 2次元方向推定 / 重みつきウイナー利得
研究概要

本研究で拠所としている重みつきウィナー利得に基づく2chの音源方向推定法に関し、指向性マイクロホンを音響センサとして用いた場合についてシミュレーションにより性能評価した。この結果、一般化相互相関や高分解能法などの従来法と比べ、とくに複数の音源環境において大幅に高い性能であることが確かめられた。この結果は国際学術雑誌に採録となった。
次に、音響センサがロボット筐体に埋め込まれた場合を想定し、人間の頭部伝達関数(HRTF)による影響を受けた信号に対する方向推定性能評価を行った。性能評価に先立ち、成人男女2人ずつ計4人について、3次元CTによる耳骨構造の測定データとレーザ計測による頭部表面形状データから精密な頭部モデルを作成し、無響室において4モデル分のHRTFを測定した。測定したHRTFを用いて方向推定性能を評価したところ、提案法が従来法よりも高性能であることがわかったが、複数音源の環境における性能は実用レベルではなかった。しかしながら、提案法は、複数音源の環境においても最大エネルギーの音源方向だけは高い精度で検出でき、最大音源に関しては妨害音源による劣化が大幅に抑えられることがわかった。この結果を、電子情報通信学会聴覚研究会と情報処理学会東北支部研究会の2件において口頭発表した。
さらに、最大音源の方向を手がかりとし、逐次的な方法によって複数の音源方向を求める手法を提案し、その有効性を評価した。この結果、複数音源の環境においても高い推定精度を達成できることが確かめられた。この結果を電子情報通信学会応用音響研究会において口頭発表した。以上の研究により、ロボット聴覚の方向推定機能として十分高い性能の処理が開発できた。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (13件)

  • [雑誌論文] Two Dimensional DOA Estimation of Sound Sources Based on Weighted Wiener Gain Exploiting Two Directional Microphones2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nagata
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing Vol. 15・NO. 2

      ページ: 416-429

    • NAID

      120001124288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 両耳受聴音からの音源方向推定処理に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      小原富太
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 EA2006-106

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 両耳受聴音からの音源方向推定の精度向上に関する一検討2007

    • 著者名/発表者名
      若竹孝幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 EA2007-4

      ページ: 17-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two Dimensional DOA Estimation of Sound Sources Based on Weighted Wiener Gain Exploiting Two Directional Microphones2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nagata, Toyota Fujioka, Masato Abe
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing Vol.15-No.2

      ページ: 416-429

    • NAID

      120001124288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on DOA Estimation From Binaural Sound2007

    • 著者名/発表者名
      Tomita Obara, Yoshifumi Nagata, Toyota Fujioka, Satoshi Iwasaki, Takahiko Hariyama, Masato Abe
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report EA-2006-106

      ページ: 13-18

    • NAID

      110006203061

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance Improvement on DOA Estimation From Binaural Sound2007

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Wakatake, Yoshifumi Nagata, Toyota Fujioka, Satoshi Iwasaki, Takahiko Hariyama, Masato Abe
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report EA-2007-4

      ページ: 17-22

    • NAID

      110006272713

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two Dimensional DOA Estimation of Sound Sources Based on Weighted Wiener Gain Exploiting Two Directional Microphones2007

    • 著者名/発表者名
      永田仁史, 藤岡豊太, 安倍正人
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing Vo1. 15・NO. 2

      ページ: 416-429

    • NAID

      120001124288

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 両耳受聴音からの音源方向推定処理に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      小原富太, 永田仁史, 藤岡豊太, 岩崎聡, 針山孝彦, 安倍正人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 EA2006-106

      ページ: 13-18

    • NAID

      110006203061

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 両耳受聴データからの音源方向推定に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      小原富太, 永田仁史, 藤岡豊太, 安倍正人
    • 雑誌名

      平成18年度第2回情報処理学会東北支部研究会資料

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 重み付きウィナー利得に基づく音源方向推定に関する検討-HRTFデータへの適用-2005

    • 著者名/発表者名
      永田仁史
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 EA2005-43

      ページ: 19-24

    • NAID

      110003285004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on DOA Estimation Based on the Weighted Wiener Gain2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nagata, Toyota Fujioka, Masato Abe
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report EA-2005-43

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 重み付きウィナー利得に基づく音源方向推定に関する検討-HRTFデータへの適用-2005

    • 著者名/発表者名
      永田仁史, 藤岡豊太, 安倍正人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 EA2005-43

      ページ: 19-24

    • NAID

      110003285004

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Two Dimensional DOA Estimation of Sound Sources Based on Weighted Wiener Gain Exploiting Two Directional Microphones

    • 著者名/発表者名
      永田仁史, 藤岡豊太, 安倍正人
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing (未定)(掲載決定)

    • NAID

      120001124288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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