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耳から耳へ音空間を伝える収音・再生システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12066
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61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関秋田県立大学

研究代表者

渡辺 貫治  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)

研究分担者 西口 正之  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードバーチャルリアリティ / バイノーラル / 収音 / 頭部伝達関数 / 両耳間レベル差 / 両耳間時間差 / バイノーラル録音 / マルチモーダルインタフェース / ユーザインタフェース
研究開始時の研究の概要

本研究では,音に関する空間の情報を任意の場所で仮想的に再現するため,ダミーヘッドによる収音で得られる両耳信号を聴取者の両耳信号に変換することで,多数のマイクロホンを必要としない小規模な収音・再生システムの実現を目標とする.従来のマイクロホンアレイで収音する方法は,低域の再現精度を高めるために巨大なアレイを用いる必要がある.一方,ヒトが両耳信号から空間を知覚していることを考えると,収音時に両耳信号を得ることで音空間情報は十分取得可能であると考えられる.方向知覚の手がかりである両耳間レベル差に着目して音空間を方向別に分解し,聴取者の両耳間レベル差に基づく個人化を行うシステムを実装する.

研究成果の概要

音空間の収音・再生を小規模なシステムで実現するための検討を行った.本研究では,ダミーヘッド録音信号を聴取者に合った信号に変換する個人化を行うシステムを構築した.システムでは,両耳間レベル差(ILD)に基づき音信号の到来方向を推定する.さらに,到来方向に対応した聴取者のILD・ITDとなるように録音信号を調整・置換することで個人化を行う.客観評価及び主観評価によって,1音源であれば方向の推定が可能であること,聴取者によるが個人化の効果が得られることを示した.また,並行してマイクロホンアレイによる小規模な収音システムについても検討し,約2 mのアレイで実現可能であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究のシステムは,ある聴取者が空間で得られる体験を,別の聴取者にあたかも遠隔地の空間にいるかのような高い臨場感を与えることができるものである.すなわち,バーチャルリアリティの発展や遠隔コミュニケーションシステムの高度化への貢献が期待できる.同様なシステムの例はあるものの,聴覚による音空間の手がかりを活用したものの例は少ないため,本研究によって得られた知見は従来のシステムにも反映され得るものであり,学術的にも意義があると考えている.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (8件)

  • [学会発表] 3D音響信号の効率的なバイノーラルレンダリングに関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      水谷勇貴, 西口正之, 渡邉貫治, 安倍幸治, 石川智一, 榎本成悟
    • 学会等名
      音学シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ビームフォーミングに基づく音空間収音におけるサイドローブ抑圧による空間再現精度向上の検討2022

    • 著者名/発表者名
      大屋敷凌佑, 渡邉貫治, 西口正之, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイノーラル収音再生システムにおける両耳間レベル差及び時間差の個人化に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      (2)渡邉貫治,日高幸祐,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音空間収音における低域のビームフォーミング処理の有無の聴感への影響2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉貫治,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 音空間収音において低域に適用するビームフォーミング処理の聴感への影響2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉貫治,西口正之,高根昭一,安倍幸治
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2019 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
    • 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: 2024-01-30  

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