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次世代の会話支援に向けた発話音声の3次元空間制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K12041
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) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード空間発話特性 / 指向特性 / 音響信号処理 / スピーカアレイ / マイクロホンアレイ / 球面調和関数 / スピーカアレー / 能動騒音制御 / 発話特性 / 指向性制御 / 音場制御
研究開始時の研究の概要

高齢化社会に向けて補聴支援技術はますます重要性を増しており,また大きな声での会話はプライバシー漏えいにつながることが指摘されている。そこで本研究課題では,周囲に迷惑をかけずにかつプライバシーが守られたスムーズな会話を支援することを目的に,聞く側ではなく,発声者に着目し,まず,声の空間的放射指向特性を3次元的かつ動的に把握することを行う。次に,付加的なスピーカアレーを用いて発話音声を空間的に強調あるいは抑圧する方式の可能性を検討し,新たな音声コミュニケーション支援技術の基盤づくりを行う。

研究成果の概要

従来,会話支援は補聴器のように聞く側の観点からの検討が主であり,発声側に着眼した研究は行われていない。本研究では,ヒトの声の放射指向特性を動的に把握し,その特性に基づいて音声を空間的に強調,あるいは抑圧する方法を明らかにすることを目的に研究を進めた。まず,無響室内にて発話の空間放射特性の測定行い,「あ」や「い」といった音韻によって放射特性が異なる可能性があることを明らかにした。さらに,スピーカアレイを用いて発話指向性の模擬を行い,コミュニケーションにおいて指向性再現が重要であるという示唆を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,ヒトの発話放射指向特性においては個人による違いよりも音韻による違いの方が大きい可能性があることが示唆された。ただし,音韻により評価した周波数が異なるため,今後詳細な検討が必要である。一方,スピーカアレイを用いて発話放射特性を模擬した音声と模擬していない音声の比較を行い,発話放射特性の付与により話しかけらえた感じが増すなどの結果を得ており,今後のコミュニケーション支援や通信・放送における臨場感の向上に資する知見を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional exterior sound field reproduction using two rigid circular loudspeaker arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Ren Yi、Haneda Yoichi
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 148 号: 4 ページ: 2236-2247

    • DOI

      10.1121/10.0002280

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Directivity Control Using Two Circular Loudspeaker Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Y Ren, Y Haneda
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing

      巻: 23 号: 4 ページ: 159-162

    • DOI

      10.2299/jsp.23.159

    • NAID

      130007681731

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 正12面体スピーカアレイによる3次元発話放射特性の模擬について2022

    • 著者名/発表者名
      本地 瑛,任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 楕円アレイを用いた内側音場再現における受聴領域の伸縮と回転2022

    • 著者名/発表者名
      任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 剛球を仮定した頭部近傍複数マイクによる耳元音圧予測型ANCの検討2022

    • 著者名/発表者名
      信夫 直樹,村田 伸,伊藤 弘章,鎌土 記良,日和﨑 祐介,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 円筒関数の加法定理を用いた2次元外側局所音場再現法2021

    • 著者名/発表者名
      任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2D Local Exterior Sound Field Reproduction Using an Addition Theorem Based on Circular Harmonic Expansion2021

    • 著者名/発表者名
      Yi Ren, Yoichi Haneda
    • 学会等名
      2021 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics (WASPAA)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involution Based Speech Autoencoder: Investigating the Advanced Vision Operator Performance on Speech Feature Extraction2021

    • 著者名/発表者名
      Tianle Zhong, Israel Mendoza Velazquez, Yoichi Haneda
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頭部包囲型球面マイクロホンアレイを用いた発話放射特性の分析について2021

    • 著者名/発表者名
      本地 瑛,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元直方体音場の自動測定および可視化2021

    • 著者名/発表者名
      任 逸,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 2D Sound Field Reproduction with Elliptical Loudspeaker Array based on Circular Microphone Array Signals2020

    • 著者名/発表者名
      Ren, Yi; Imaizumi, Kenta; Tsutsumi, Kimitaka; Haneda, Yoichi
    • 学会等名
      AES Convention: 148
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エンドファイア型スピーカアレイを用いた能動騒音制御の検討2019

    • 著者名/発表者名
      秋元 亜門,羽田 陽一
    • 学会等名
      2019年日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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