狭指向性と全方位性を両立する指向性スピーカアレーの研究

• 研究課題/領域番号: 25330187
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知覚情報処理
• 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, 情報理工学(系)研究科, 教授 (80647496)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013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: スピーカアレー / 球面調和関数 / ビームフォーマ / 最小分散法 / 指向性 / 正多面体 / 指向性再生 / 音響信号処理 / 多重極展開

研究成果の概要

本研究課題では、前後左右上下あらゆる方向に対して指向性を自由に再現可能でかつ、狭指向性を持つスピーカアレーの検討を行った。具体的には、正多面体で模擬可能な球面スピーカアレーに着目し、球面調和関数展開領域において最小分散ビームフォーマの原理に基づいてフィルタ設計（球面上で音の大きさと位相を制御）することで、狭指向性と指向性の向きの容易な回転の両立を実現した。さらに、ユーザがジャイロセンサを回転させ、その回転角度に合わせて指向性が回転するシステムを構築し、水平方向内ではあるが、壁からの反射等を利用して音の前後感を含めた音像定位が可能であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 球面調和関数展開に基づく2種類の超接話マイクロホンアレイ (2014)
  • 著者名/発表者名: 羽田陽一，古家賢一，小山翔一，丹羽健太
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J97-A ページ: 264-273
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 目標音圧窓関数と重みの自動化による指向性スピーカアレイフィルタの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 航也，関 貴志，羽田 陽一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 応用音響研究会
  • 発表場所: ビーコンプラザ（別府市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 適応的な重み変更を用いた最小二乗法による正20面体スピーカアレイの指向性制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大小原 亮，羽田 陽一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 応用音響研究会
  • 発表場所: ビーコンプラザ（別府市）
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 指向性スピーカアレイのサイドローブ抑圧を目的とした目標音圧窓関数の最適化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 航也，関 貴志，羽田 陽一
  • 学会等名: 日本音響学会
  • 発表場所: 横浜桐蔭学園大学（横浜市）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] Interactive directivity control using dodecahedron loudspeaker array (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuna Bando and Yoichi Haneda
  • 学会等名: RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2016-03-07
  • 国際学会
• [学会発表] 正20面体スピーカアレイの指向性制御を用いたトランスオーラルシステムの検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大小原 亮，羽田 陽一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 応用音響研究会
  • 発表場所: 電通大（調布市）
  • 年月日: 2015-07-03
• [学会発表] 正12面体スピーカアレイを用いた球面調和関数領域の MV ビームフォーマ (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂東和奈，羽田陽一
  • 学会等名: 日本音響学会2015年春季研究発表会
  • 発表場所: 東京都 中央大学
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] 球面調和関数領域のMVビームフォーマによる正12面体スピーカアレイの指向性制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂東和奈，羽田陽一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 応用音響研究会
  • 発表場所: 石垣島
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] Close-talking spherical microphone array using sound pressure interpolation based on spherical harmonic expansion (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Haneda, K. Furuya, S. Koyama, K. Niwa
  • 学会等名: IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2014)
  • 発表場所: イタリア フィレンツェ
  • 年月日: 2014-05-04
• [学会発表] 正１２面体スピーカアレイによる球面調和関数の再現について (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂東和奈，羽田陽一
  • 学会等名: 日本音響学会春季研究発表会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
• [学会発表] 球面調和関数展開による音圧内挿を用いた超接話球面マイクロホンアレイ (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽田陽一，古家賢一，小山翔一，丹羽健太
  • 学会等名: 日本音響学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [備考] 電気通信大学 羽田研ホームページ
  • URL: http://www.hanedalab.inf.uec.ac.jp/
• [備考] 電気通信大学羽田研究室ホームページ
  • URL: http://www.hanedalab.inf.uec.ac.jp/
• [備考] 羽田研究室ホームページ
  • URL: http://www.hanedalab.inf.uec.ac.jp/
• [産業財産権] フィルタ係数決定装置、フィルタ係数決定方法、プログラム、および再生システム (2016)
  • 発明者名: 羽田陽一，佐藤 航也，関 貴志，大小原亮
  • 権利者名: 電気通信大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-032282
  • 出願年月日: 2016-02-23