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3次元音場における新たな聴覚のモデル化とAR・VRのための符号化・強調への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K12021
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関秋田県立大学

研究代表者

西口 正之  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)

研究分担者 渡辺 貫治  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード聴覚のマスキング効果 / 音響符号化 / 3次元音響 / イマーシブオーディオ / Virtual Reality / Augmented Reality / 空間的マスキング効果 / 周波数マスキング / 同時マスキング / 継時マスキング / レンダリング / AR / VR / 符号化 / マスキング閾値 / マスカ― / マスキー / マスキングスレッショルド / マスキング効果 / 3D音場
研究開始時の研究の概要

音響再生環境の多チャンネル化, あるいはAR(拡張現実)やVR(仮想現実)に於けるバイノーラル再生の普及とともに3D音場の収音・伝送・再生・強調技術の重要性が増している。 しかし同時刻に複数の音源が空間的に配置された際の音源相互のマスキング効果や聞こえについては, その作用・効果が殆ど明らかにされておらず応用に至っていない。そこで本研究では, 受聴者を取り囲む3次元空間中に配置された複数の音源相互が, どのように影響しながら受聴者に聞こえているのか, 3D音響空間におけるマスキング効果がどのように働くのか, その作用・構造を明らかにし, 3D音場の収音・符号化・伝送・再生に資することを目指す。

研究成果の概要

3次元音場における聴覚の空間的マスキング効果の作用を明らかにした。空間上に散在するある音源からの音が,他の音源からの音をどのようにマスクして聞こえにくくする効果があるのか,3次元空間中の種々の音源の配置や周波数成分について調べた。その結果,水平面上に配置された2音源間のマスキングの強さに,前頭面に関して対称性があることを見出した。一例をあげると,受聴者の真正面からの音は,その近傍からの音ばかりでなく,真後ろから来る音も聞こえにくくしているということである。更に,異なる仰角方向に配置された音源間について,天頂方向からの音は、他の方向からの音よりも強く他の音をマスクする傾向があることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来,音響符号化において,聴覚のマスキング効果は主に周波数軸上のそれが利用されてきた。一方,全天球から到来する音が相互にどのように影響しあうのかを明らかにすることは,今後普及が進むであろう3次元音響やイマーシブオーディオの伝送や再生に大きな役割を果たすと考える。とくにその符号化やレンダリングにおいて,伝送情報量や処理量などのリソースの優先順位をつけるうえで欠かせない情報となる。受聴者にとって重要な情報を優先して伝送,再生することで,限られた資源のなかでより高い臨場感を得ることが出来るようになると考える。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 産業財産権 (7件) (うち外国 4件)

  • [雑誌論文] 実音源と仮想音源の間の空間的マスキングについて2022

    • 著者名/発表者名
      西口正之
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 78 巻 3 号 ページ: 143-149

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 正中面におよび矢状面上の仰角の異なる音源間の空間的マスキング効果について2024

    • 著者名/発表者名
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
    • 学会等名
      応用音響研究会, 電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 動的な音源の方位及び帯域が再生音の遅延の検知限に与える影響2024

    • 著者名/発表者名
      齋藤優季, 西口正之,渡邉貫治,安倍幸治
    • 学会等名
      応用音響研究会,電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Spatial auditory masking between source signals at different elevations on the median plane2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Fujishiro, Masayuki Nishiguchi, Kanji Watanabe,Koji Abe
    • 学会等名
      155th AES convention
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial resolution of human hearing with different azimuths, elevations, and bandwidths of source signals2023

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi, Yuuki Saito, Kanji Watanabe, Koji Abe
    • 学会等名
      155th AES convention
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正中面における仰角の異なる音源間の空間的マスキング効果2023

    • 著者名/発表者名
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 音源の仰角及び帯域が音源定位分解能に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      齋藤優季, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 正中面内の異なる仰角に配置された2音源間の空間的マスキング効果について2023

    • 著者名/発表者名
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治
    • 学会等名
      第137回音楽情報科学研究会, 情報処理学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚の空間的マスキング効果とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      西口正之
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 聴取者から音源までの距離の変化がマスキング効果に及ぼす影響について2022

    • 著者名/発表者名
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 静的・動的な音源に対する聴覚の空間的マスキング効果の継時的な特性2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤優季, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] プローブ音源を聴取者に近づけた際のマスキング効果の変化について2022

    • 著者名/発表者名
      藤城博人, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 聴覚の空間的マスキング効果の時間的振る舞いに関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤優季, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial auditory masking between real sound signals and virtual sound images2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi, Soma Ishihara, Kanji Watanabe, Koji Abe, and Shouichi Takane
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 151th convention
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実音源による仮想音源の 空間的マスキング効果について2021

    • 著者名/発表者名
      西口正之, 石原颯馬, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      日本音響学会2021年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial auditory masking of human hearing for applications of augmented reality2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi, Soma Ishihara, Kanji Watanabe, koji Abe, Shouichi Takane
    • 学会等名
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology APSCIT
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatial auditory masking caused by phantom sound images2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi , Kazuki Ishimoto, Kanji Watanabe , Koji Abe, and Shouichi Takane
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 149th Convention
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子化雑音の知覚に対する空間的マスキング効果の影響2020

    • 著者名/発表者名
      山中佑馬, 西口正之, 渡邉貫治, 高根昭一, 安倍幸治
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間的マスキング効果に基づく3D音響符号化に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      山中佑馬 ,西口正之,渡邉貫治,高根昭一,安倍幸治
    • 学会等名
      日本音響学会 2020春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial auditory masking for three-dimensional audio coding2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguhci, Kodai Kato, Kanji Watanabe, Koji Abe, and Shouichi Takane
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 147th Convention
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 信号伝送方法, 信号生成方法, 信号再生方法, 音声信号処理プログラム, 音声伝送装置, 音声再生装置, 及び音声伝送再生システム2023

    • 発明者名
      西口, 齋藤
    • 権利者名
      西口, 齋藤
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び復号化装置2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-502010
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 音頻信号編碼方法、音頻信号解碼方法、程序、編碼装置、音頻系統及解碼装置2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Acoustic signal encoding method, acoustic signal decoding method, program, encoding device, acoustic system, and decoding device2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Acoustic signal encoding method, acoustic signal decoding method, program, encoding device, acoustic system, and decoding device2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      西口正之、加藤巧大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び複合化装置2020

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び復号化装置2019

    • 発明者名
      西口, 加藤
    • 権利者名
      西口, 加藤
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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