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コウモリのシングルエミッションエコーによる物体形状知覚の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17500190
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 生体生命情報学
研究機関東北大学

研究代表者

矢野 雅文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80119635)

研究分担者 牧野 悌也  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (90250844)
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
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード計測工学 / 生物・生体工学 / 脳・神経 / 情報工学 / 音響定位
研究概要

本研究は広指向性のFM超音波のエコーから,3次元空間にある任意物体形状という空間情報に変換する新しい計算論を作り,それを実験的に実証することにある.これまで手法では狭指向性のエコーによる到達時間情報を用いるため空間をスキャンする必要があったのに対し,本研究はワンショットのFM超音波で3次元空間にある物体を認識する方法である.物体形状を表す音響イメージは「反射強度分布」とよばれるインパルス応答で,全周波数領域にわたる振幅と位相のスペクトルから構成されている.しかし,コウモリの発射するFM超音波は20〜120kHzと限られており,しかも聴覚神経系の時間分解能では位相情報をこの周波数領域で得ることは出来ない.反射してきたエコーはエミッションと「反射強度分布」のたたみ込みであり,したがって「反射強度分布」はエコーとエミッションから求めなくてはならない逆問題となる.すなわち,20〜120kHzという限られた周波数帯の振幅スペクトル情報から,全周波数帯の振幅スペクトルと位相スペクトルを得る逆問題であり不良設定問題になる.物体の振幅スペクトルは物体形状と方向に依存し,位相スペクトルは物体形状と距離と方向に依存する.17年度はこの不良設定問題を解くために「最小位相条件」と「連続性条件」と言う拘束条件を導入し,部分から全体スペクトルを復元することに成功した.また物体の表面を検出方法として,エミッションが円形の振動体から発擬されることから空間の広がりがベッセル関数となることから,幾何光学的反射を用いて面への最短距離とその方向を検出することに成功した.18年度は,シングルエミッションエコーによる物体形状知覚アルゴリズムの実装検証に必要な基盤技術として、最適模擬外耳の開発及び最適模擬外耳を用いた物体定位システムを構築し、球物体からのエコー情報から物体定位が高精度で行えることを明らかにした.

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

    (26件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (26件)

  • [雑誌論文] Sinusoidal modeling for non-stationary voiced speech based on a local vector transform2007

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 121

      ページ: 1717-1727

    • 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] Sinusoidal modeling for non-stationary voiced speech based on a. local vector transform,2007

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 121

      ページ: 1717-1727

    • 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] Sinusoidal modeling for non-stationary voiced speech based on a local vector transform2007

    • 著者名/発表者名
      Ito, M., Yano, M.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 121

      ページ: 1717-1727

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of performance of the echolocation model for the restoration of an acoustic image from a single-emission echo2006

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, I. et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 119

      ページ: 3317-3317

    • 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] Pitch determination and sinusoidal modeling for time-varying voiced speech2006

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 120

      ページ: 3376-3376

    • 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] Observation of olfactory information flows within brain of the terrestrial slug, Inciralia fruhstorferi.2006

    • 著者名/発表者名
      Myakino, Y. et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 International Joint Conference on Neural Networks

      ページ: 7605-7612

    • 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] valuation of performance of the echolocation model for the 'restoration of an acoustic image from a single-emission echo2006

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, L, et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 119

      ページ: 3317-3317

    • 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] Observations, of Olfactory Information Flows Within Brain of. the Terrestrial Slug, Inciralia fruhstorferi2006

    • 著者名/発表者名
      Makino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Proceeding of 2006 International Joint Conference on Neural Networks

      ページ: 7605-7612

    • 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] Evaluation of performance of the echolocation model for the restoration of an acoustic image from a single-emission echo2006

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, I., Magara, T., Yano, M.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 119

      ページ: 3317-3317

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pitch determination and sinusoidal modeling for time-varying voiced speech2006

    • 著者名/発表者名
      Ito, M., Yano, M.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 120

      ページ: 3376-3376

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of olfactory information flows within brain of the terrestrial slug. Inciralia fruhstorferi.2006

    • 著者名/発表者名
      Makino, Y., Makinae, H., Obara, T., Miura, H., Yano, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 International Joint Conference on Neural Networks

      ページ: 7605-7612

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Computational Model of Echolocation : Restoration of an Acoustic Image from a Single-Emission Echo2005

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, I. et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 117-4

      ページ: 2553-2553

    • 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] 同時音声知覚におけるスペクトル遷移の役割2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤仁, 他
    • 雑誌名

      電子情報通信学会信学技報(信学技報) EA巻 2005-36号

      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] A Local Vector Coding for High Quality Voice Analysis/Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 118-3

      ページ: 2024-2024

    • 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] エコー定位に基づいた物体の音響イメージ復元の計算論2005

    • 著者名/発表者名
      松尾行雄, 他
    • 雑誌名

      日本音響学会聴覚研究会資料 H-2005-52

      ページ: 205-210

    • 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] 局所変化率に基づく有声音声の分析と合成2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤仁, 他
    • 雑誌名

      2005年日本音響学会秋季研究発表会講演論文集

      ページ: 263-264

    • 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 computational model of echolocation : Restoration of an acoustic image from a single-emission echo2005

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, I. et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 117

      ページ: 2553-2553

    • 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] Roles of spectral transition in concurrent speech perception2005

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      IECE Technical Report, (in Japanese) EA2005-36

      ページ: 13-18

    • 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. Local Vector Coding for High Quality Voice Analysis/Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 118

      ページ: 2024-2024

    • 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] Computational model for the restoration of an acoustic image based on the echolocation2005

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, I., et al.
    • 雑誌名

      Proceeding, of the Meeting of Technical Committee of Psychological and Physiological. Acoustics, (in Japanese) H-2005-52

      ページ: 205-210

    • 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 local vector coding for voiced speech analysis and synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.et al.
    • 雑誌名

      Proceeding of 2005 Autumn Meeting of the Acoustical Society of Japan, (in Japanese)

      ページ: 263-264

    • 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 Computational Model of Echolocation: Restoration of an Acoustic Image from a Single-Emission Echo2005

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Matsuo, Masafumi Yano
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 117-4

      ページ: 2553-2553

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 同時音声知覚におけるスペクトル遷移の役割2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤仁, 矢野雅文
    • 雑誌名

      電子情報通信学会信学技報(信学技報) EA巻2005-36号

      ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Local Vector Coding for High Quality Voice Analysis/Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ito, Masafumi Yano
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America 118-3

      ページ: 2024-2024

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] エコー定位に基づいた物体の畜響イメージ復元の計算論2005

    • 著者名/発表者名
      松尾行雄, 矢野雅文
    • 雑誌名

      日本音響学会聴覚研究会資料 H-2005-52

      ページ: 205-310

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 局所変化率に基づく有声音声の分析と合成2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤仁, 矢野雅文
    • 雑誌名

      2005年日本音響学会秋季研究発表会講演論文集

    • 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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