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高臨場感音場再現のための波動理論に基づくインパルス応答推定技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K12044
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
研究機関大分大学

研究代表者

古家 賢一  大分大学, 理工学部, 教授 (10643611)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードインパルス応答 / 音響モデル / 球面波モデル / 平面波モデル / 方向別インパルス応答 / 高臨場感音場再現 / インパルス応答測定 / 空間補間 / 波動理論
研究開始時の研究の概要

本研究では、受聴者から離れた位置のインパルス応答から受聴範囲でのインパルス応答を高い精度で推定する手法の確立を目的とする。具体的な研究項目は、(I) インパルス応答推定のための波動理論に基づく音場モデルの構築,(II) 離れた位置でのインパルス応答から受聴者位置のインパルス応答の推定手法波数の確立、(III)100chスピーカ・マイクロホン規模の実験システムでの提案法の効果検証、である。本研究は、一般家庭や映画館での高臨場感立体音響再生システムへの応用が期待される。

研究実績の概要

遠隔地の音空間をリアルタイムで立体的・高臨場感に再現する音場再現技術を用いた音場伝送・再現が研究されているが、高精度な音場再現のためには制御スピーカから受聴範囲での音響特性すなわちインパルス応答を事前に測定する必要があるが受聴者の位置に常に測定用マイクロホン配置してインパルス応答を測定することは困難であった。本研究では、受聴者から離れた位置のインパルス応答から受聴範囲でのインパルス応答を高い精度で推定する手法の確立を目的とする。これまでに,提案法の音響モデルは従来の音響モデルに比べて離れた位置のインパルス応答を精度よく推定できることが分かったが,サンプリング周波数16kHzの場合,距離5cm以上離れると大幅に精度が劣化することも分かった。さらに,推定精度向上のためにインパルス応答を直接音,初期反射音,後部残響音の3つの部分に分割しそれぞれに最適な音響モデルを検討したが,実験の結果,インパルス応答の補間位置によっては補間精度が向上することが分かったが,全ての補間位置を平均すると従来とあまり差がなかった。そこで2023年度は,提案手法の音響モデルでは精度が向上しない原因を調査した。その結果,インパルス応答のインパルスの反射部分は精度は悪くなっていないが,無音部分に現実には存在しない振動成分が生じており,補間精度を劣化させている要因であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

当初計画の方向別ごとの音響モデルに加え直接音,初期反射音,後部残響音の3つの部分にそれぞれ最適な音響モデルを実装したが,補間精度向上の効果が思ったほど出なかった。

今後の研究の推進方策

提案手法で補間精度が向上しない要因を突き止め,提案法を改良して行く。特に今回明らかになった無音部分での振動成分は補間計算のアルゴリズム的な問題があるのではないかと考えており,計算誤差に強い安定したアルゴリズムなどの導入を検討する。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 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

    (30件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Spatial Interpolation of Room Impulse Responses Using Information on Early Reflection Directions2023

    • 著者名/発表者名
      Ichizo Furusho , Keisuke Nishijima , Ken'ichi Furuya
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems

      巻: 1 ページ: 377-383

    • DOI

      10.1007/978-3-031-35734-3_38

    • ISBN
      9783031357336, 9783031357343
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acceleration of Sound Source Separation by Time Direction Division-Based Deep Neural Network2023

    • 著者名/発表者名
      Shogo Sasao , Ken'Ichi Furuya
    • 雑誌名

      Proc. 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics

      巻: 1 ページ: 380-381

    • DOI

      10.1109/gcce59613.2023.10315602

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quality Improvement of Children's Speech by Speaker Vector in General Purpose Vocoder2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yoshida, Ken’ichi Furuya , Hideyuki Mizuno
    • 雑誌名

      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2022)

      巻: 1 ページ: 393-394

    • DOI

      10.1109/gcce56475.2022.10014259

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introducing speaker vectors for Child speech synthesis in Neural vocoders2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S., Furuya, K., Mizuno, H
    • 雑誌名

      16th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems, CISIS 2022

      巻: Volume 497 LNNS ページ: 538-547

    • DOI

      10.1007/978-3-031-08812-4_52

    • ISBN
      9783031088117, 9783031088124
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Vascular Stenosis using Average of Differences between Multiple Positions in Shunt Sound2022

    • 著者名/発表者名
      Nishijima Keisuke, Furuya Ken'ichi
    • 雑誌名

      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      巻: 1 ページ: 642-643

    • DOI

      10.1109/lifetech53646.2022.9754741

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voice Quality Change Due to the Amount of Training Data for Multi- and Target-Speaker WaveNet Vocoders2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yoshida , Shingo Uenohara , Keisuke Nishijima , Ken'ichi Furuya
    • 雑誌名

      Proceedings of the 15th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems

      巻: 1 ページ: 727-733

    • DOI

      10.1007/978-3-030-79725-6_73

    • ISBN
      9783030797249, 9783030797256
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound source separation based on multichannel non-negative matrix factorization with weighted averaging2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, T., Uenohara, S., Nishijima, K., & Furuya, K
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 1194 ページ: 177-187

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50454-0_17

    • ISBN
      9783030504533, 9783030504540
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Method of Data Augmentation for Shunt Murmur Angiostenosis Detection2020

    • 著者名/発表者名
      Nishijima Keisuke、Higashi Daisuke、Furuya Ken’ichi
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 1194 ページ: 560-568

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50454-0_58

    • ISBN
      9783030504533, 9783030504540
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyperparameter Tuning of the Shunt-murmur Discrimination Algorithm Using Bayesian optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Noda, F., Nishijima, K., & Furuya, K
    • 雑誌名

      2020 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference, APSIPA ASC 2020 - Proceedings

      巻: 1 ページ: 929-933

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Equivalent Sources Arrangement on Spatial Interpolation of Impulse Responses2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshino Masashi、Furuya Ken’ichi
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 993 ページ: 733-742

    • DOI

      10.1007/978-3-030-22354-0_66

    • ISBN
      9783030223533, 9783030223540
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Determination of the Optimum Number of Updates in Synchronized Joint Diagonalization2019

    • 著者名/発表者名
      Izumi Taiki、Tachioka Yuuki、Uenohara Shingo、Furuya Ken’ichi
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 993 ページ: 743-751

    • DOI

      10.1007/978-3-030-22354-0_67

    • ISBN
      9783030223533, 9783030223540
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Initialization for Multichannel Nonnegative Matrix Factorization Using Nonnegative Independent Component Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Ushijima Takahiro、Izumi Taiki、Uramoto Takanobu、Uenohara Shingo、Furuya Ken'ichi
    • 雑誌名

      2019 IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics

      巻: 1 ページ: 826-827

    • DOI

      10.1109/gcce46687.2019.9015620

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation Driven Synchronized Joint Diagonalization for Underdetermined Sound Source Separation2019

    • 著者名/発表者名
      Izumi Taiki、Uenohara Shingo、Furuya Ken'ichi、Tachioka Yuuki
    • 雑誌名

      2019 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference

      巻: 1 ページ: 1318-1322

    • DOI

      10.1109/apsipaasc47483.2019.9023297

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 汎用ボコーダにおける話者ベクトルを多入力に用いた子供音声の品質改善2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 悟, 古家 賢一, 水野 秀之
    • 学会等名
      電子情報通信学会応用音響研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 室内インパルス応答における方向情報を用いた空間的補間2022

    • 著者名/発表者名
      古庄 一三, 加藤 真木, 古家 賢一
    • 学会等名
      2022年度電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 室内インパルス応答の初期反射方向情報を用いた空間的補間の研究2022

    • 著者名/発表者名
      古庄一三,古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会九州支部 第16回(2022年) 学生のための研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習に基づく時間方向帯域分割による音源分離処理の高速化の研究2022

    • 著者名/発表者名
      笹尾省吾,古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会九州支部 第16回(2022年) 学生のための研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 子供音声合成のための話者ベクトルの導入2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 悟,古家 賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 西島 恵介,古家 賢一2022

    • 著者名/発表者名
      複数位置のシャント音を用いた血管狭窄検出
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管狭窄検出における複数位置での特徴量の評価2021

    • 著者名/発表者名
      西島恵介, 古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] WaveNetボコーダにおける複数話者学習時の音声品質の向上2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 悟,上ノ原進吾,古家賢一
    • 学会等名
      電子情報通信学会応用音響研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 室内インパルス応答における方向情報を用いた空間的補間精度向上の研究2021

    • 著者名/発表者名
      加藤真木,古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会九州支部学生のための研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 勾配ブースティング決定木を用いたシャント音識別における特徴量の検討2021

    • 著者名/発表者名
      野田 史也,西島 恵介,古家 賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シャント音における複数センサ間の差分平均を用いた血管狭窄検出2021

    • 著者名/発表者名
      西島 恵介,古家 賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] クラスター分析と加重平均を用いたマルチチャネルNMF2020

    • 著者名/発表者名
      山本剛士, 上ノ原進吾, 古家賢一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズ最適化を用いたシャント音識別アルゴリズムのハイパーパラメータ探索2020

    • 著者名/発表者名
      野田史也, 西島恵介, 古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] データ拡張を用いた複数位置のシャント音特徴量による狭窄の識別2020

    • 著者名/発表者名
      西島恵介, 古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ガウス分布に基づく加重平均を用いたマルチチャネルNMF2020

    • 著者名/発表者名
      山本剛士, 上ノ原進吾, 古家賢一
    • 学会等名
      日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 球面波と平面波の融合モデルを用いたインパルス応答の空間的補間2020

    • 著者名/発表者名
      吉野 誠史,古家 賢一
    • 学会等名
      2020年春季日本音響学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 音場再現逆フィルタ設計における正則化パラメータ計算法2019

    • 著者名/発表者名
      衛藤 亮太,古家 賢一
    • 学会等名
      2019年秋季日本音響学会研究発表会
    • 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: 2024-12-25  

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