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骨導立体音像定位システムを個別最適化する補正フィルタ及び適応的学習法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04225
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

杉田 泰則  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30401780)

研究分担者 越田 俊介  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70431533)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード骨伝導 / 音像定位 / クロストークキャンセル / 3D頭部モデル / FDTDシミュレーション / 非線形 / クロストーク / 聴覚支援
研究開始時の研究の概要

ヘッドホンなどを用いて空間的に拡がりをもつ(立体的な)音を再生する立体音像定位技術は、3Dサラウンドシステムなどのエンターテイメント分野で実用化されつつある。しかし、これまでの立体音像定位研究は、通常のヘッドホンの使用を前提としており、鼓膜を介して音を聞く気道音によるものが殆どである。本研究は、耳を塞ぐことのない骨伝導ヘッドホンを用いた立体音像定位技術を対象とし、高い音像定位精度の実現手法を研究・開発する。本研究により得られる成果は、補聴器や視覚障害者の歩行を補助する音声案内システムなど、さまざまな応用が期待される。

研究成果の概要

骨導音による立体音像定位技術は、補聴器や視覚障害者の歩行支援システムなど、さまざまな応用が期待されている。本研究では、骨伝導ヘッドホンの音像定位技術の精度向上を目的として、まず、3D頭部モデルを用いた骨導音の頭内伝搬シミュレーションを実施した。またクロストークキャンセルと骨導伝達特性の補正を高精度に行うための補正フィルタを検討し、その有効性を被験者実験により検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨導音による立体音像定位技術は、補聴器や視覚障害者の歩行支援システムなど、さまざまな応用が期待されているが、気道音による音像定位技術ほど高い定位精度が得られていないのが現状である。本研究では、骨導音受聴での定位精度を向上させるための多くの知見が得られた。これらは、骨導音による補聴システムの音質改善や立体音像定位技術への応用、発展に貢献するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Efficiency Evaluation of Bone Conduction Devices Using Three-Dimensional Finite-Difference Time-Domain Head Model2022

    • 著者名/発表者名
      Kakeru Nishimoto, Yasunori Sugita
    • 雑誌名

      信号処理

      巻: 26 号: 6 ページ: 177-182

    • DOI

      10.2299/jsp.26.177

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • 年月日
      2022-11-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spline nonlinear adaptive filters considering cross terms2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Shuji、Sugita Yasunori
    • 雑誌名

      Signal Processing

      巻: 184 ページ: 108054-108054

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2021.108054

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameter identification of IIR adaptive filters by piecewise-linear map optimizers2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Arai, Yasunori Sugita and Tadashi Tsubone
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2021 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      ページ: 157-159

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spline Nonlinear Adaptive Filter With Cross-Terms2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akutsu, Shuji Saitou, Yasunori Sugita
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems

      ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/icecs49266.2020.9294834

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 歯骨伝導における骨導音知覚寄与成分の調査・検討2023

    • 著者名/発表者名
      矢田雅人, 杉田泰則
    • 学会等名
      令和5年度電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 骨導音を用いた音像定位における音像スウィング法の適用に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      西村晃,杉田泰則
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 骨導音を用いた音像定位における音像スウィング法の切り替え時間に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      西村晃,杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 歯骨導音で知覚される音像定位の評価2022

    • 著者名/発表者名
      福森美月, 矢田雅人, 杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Study on the Usefulness of Dental Bone Guidance by Numerical Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Kakeru Nishimoto, Yasunori Sugita
    • 学会等名
      The 2022 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バーチャルマイク法を用いた非線形ANCシステムに関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤田啓吾,杉田泰則
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A Cascaded Spline Nonlinear Adaptive Filter Using L1 Norm Optimization2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo Fujita, Yasunori Sugita
    • 学会等名
      The 2021 International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 側頭部装着型骨伝導イヤホン使用時の頭内骨導音伝搬解析2021

    • 著者名/発表者名
      西元翔, 杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 歯骨伝導による音知覚に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      堀江智陽, 杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カオスダイナミクスに基づく多点探索型最適化手法によるIIRシステム同定に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      冨田将志, 坪根正, 杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] L1正則化を用いた一般化スプライン非線形適応フィルタ2021

    • 著者名/発表者名
      阿久津祐稀, 杉田泰則
    • 学会等名
      電気学会 制御研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非線形システム同定のためのカスケード型スプライン適応フィルタの検討2021

    • 著者名/発表者名
      阿久津祐稀,杉田泰則
    • 学会等名
      電気学会 制御研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 交差項を考慮した一般化スプライン非線形適応フィルタ2020

    • 著者名/発表者名
      阿久津祐稀, 杉田泰則
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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