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聴覚インタラクションの実現に向けた実環境ロボット聴覚の研究

公募研究

研究領域人とロボットの共生による協創社会の創成
研究課題/領域番号 24118702
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関東京工業大学

研究代表者

中臺 一博  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 連携教授 (70436715)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードロボット聴覚 / 音環境理解 / 自己雑音抑圧 / 人ロボット共生学 / マイクロホンアレイ処理 / ノンパラメトリックベイズモデル
研究概要

人とロボットが実環境で,より自然にインタラクションを行う「人ロボット共生のための聴覚インタラクション」実現のため,実環境ロボット聴覚技術を開発することを目的とし,当該年度は,個別基礎技術の洗練化とその統合技術に取り組んだ.
(1) 実環境ロボット聴覚のためのセンサ同期技術については,自己雑音推定技術のロボット実機上での評価にフォーカスをあて研究を行った.非負値行列分解をノンパラメトリックベイズモデルを用いて拡張した自己雑音抑圧は,マイクロホン1本で,動作リファレンスを必要としない手法であるため,①マイクロホン間同期処理,②音―動作間同期処理が不要になるというメリットがある.まず,移動台車付ヒューマノイドロボット Hearboで,従来手法の中で高い性能が報告されているテンプレート法と比較を行ったところ,信号対雑音比,信号対妨害音比において,従来手法を上回る性能を確認できた.また,実際に人ロボット共生学のターゲットロボットの一つであるRovbovie Wを用いて評価を行ったところ,Hearbo とほぼ同等の性能が得られた.Robovie W は関節角情報が得られないため,従来法は適用できないことを考慮すると,提案法は,高性能かつ適用範囲が広いといえる.
(2)よい聞き手ロボット構築のための実環境ロボット聴覚技術については,これまで研究開発を行ってきた,①音声の聞き分けを行うためのノンパラメトリックベイズモデルに基づく音源同定手法,および,② 音環境理解のためのマイクロホンアレイを用いた定位・分離・認識の統合技術を構築し,オープンソースのロボット聴覚ソフトHARK上で動作可能とした.さらに,③ 可視化技術に関しては,千葉大学大武研究室と共同で,卓上型マイクロホンアレイ「くらげ君」を開発し,上述のHARKを動作させることで,発話の方向やタイミングを,直感的でわかりやすく視覚化するツールを構築した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] クワドロコプター搭載のマイクロホンアレイを用いた 屋外音環境理解の逐次雑音推定による向上2013

    • 著者名/発表者名
      奥谷啓太, 吉田尚水, 中村圭佑, 中臺一博
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 31(7) ページ: 676-683

    • NAID

      10031194247

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] クワドロコプター搭載のマイクロホンアレイを用いた屋外音環境理解の逐次雑音推定による向上2013

    • 著者名/発表者名
      奥谷啓太, 吉田尚水, 中村圭佑, 中臺一博
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 31(7-8)

    • NAID

      10031194247

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 混合音を聞き分けるセンシング技術2012

    • 著者名/発表者名
      奥乃 博, 中臺 一博, 水本 武志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会学会誌

      巻: 95 (5) ページ: 401-405

    • NAID

      110009445370

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Audio-Visual Voice Activity Detection Based on an Utterance State Transition Model2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakadai, T. Yoshida
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 26(10) 号: 10 ページ: 1183-1201

    • DOI

      10.1080/01691864.2012.687152

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SLAM-based Online Calibration for Asynchronous Microphone Array2012

    • 著者名/発表者名
      H. Miura, T. Yoshida, K. Nakamura, K.Nakadai
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 26(17) 号: 17 ページ: 1941-1965

    • DOI

      10.1080/01691864.2012.728690

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ego-Motion Noise Suppression for Robots Based on Semi-Blind Infinite Non-Negative Matrix Factorization2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Tezuka, Takami Yoshida, Kazuhiro Nakadai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      香港(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロホンアレイの位置推定によるホース型ロボットの姿勢推定2014

    • 著者名/発表者名
      坂東宜昭, 大塚琢馬, 糸山克寿, 昆陽雅司, 田所諭, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      情報処理学会 第76回全国大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚を中心としたロボットの環境認識技術2014

    • 著者名/発表者名
      中臺一博, 中村圭佑, 手塚太貴
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チューブ型ロボットの姿勢推定のためのEKF-SLAMを用いた可変マイクロホンアレイ 位置推定2013

    • 著者名/発表者名
      坂東 宣昭, 水本 武志, 中臺 一博, 奥乃 博
    • 学会等名
      情報処理学会第75回全国大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 話者ダイアライゼーションシステムのための音声区間検出および到来方向推定の精度向上の検討2013

    • 著者名/発表者名
      黄 楊暘, 大塚 琢馬, 中臺 一博, 奥乃 博
    • 学会等名
      情報処理学会第75回全国大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クワドロコプタを用いた屋外環境音源探索2013

    • 著者名/発表者名
      大畑琢磨, 手塚太貴, 中村圭佑, 水本武志, 中臺一博
    • 学会等名
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Semi-Blind Infinite NMF を用いた動作雑音抑圧手法の提案とその評価2013

    • 著者名/発表者名
      手塚太貴, 吉田尚水, 中臺一博
    • 学会等名
      第38回人工知能学会 AI チャレンジ研究会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Semi-Blind Infinite NMFを用いたロボットの動作雑音抑圧手法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      手塚太貴, 吉田尚水, 中臺一博
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Sound Source Localization System for Assisting Group Conversation2013

    • 著者名/発表者名
      M. Otake, N. Myagmarbayar, S. Moon, K. Takagi, T. Kamashima, K. Nakadai
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Robotics and Applications
    • 発表場所
      釜山(韓国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Speaker Diarization System with Robust Speaker Localization and Voice Activity Detection2013

    • 著者名/発表者名
      YangYang Huang, Takuma Otsuka, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      International Conference on Industrial, Engineering and Other Applications of Applied Intelligent Systems
    • 発表場所
      アムステルダム(オランダ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Improved Sound Source Localization and Front-Back Disambiguation for Humanoid Robots with Two Ears2013

    • 著者名/発表者名
      Ui-Hyun Kim, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      International Conference on Industrial, Engineering and Other Applications of Applied Intelligent Systems
    • 発表場所
      アムステルダム(オランダ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グループ会話支援のための音源定位システムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      ムンソンウン, 高木健太郎, 釜島力, 中臺一博, 大武美保子
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Active Audio-Visual Integration for Robots2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakadai, T. Yoshida
    • 学会等名
      The 2nd Symposium on Binaural Active Audition for Humanoid Robots (BINAAHR)
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロボットを対象とした動作指令値ベース動作雑音抑圧手法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      手塚 大貴,吉田 尚水,中臺 一博
    • 学会等名
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2012-12-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Active Audio-Visual Integration for Voice Activity Detection based on a Causal Bayesian Network2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, K. Nakadai
    • 学会等名
      the 2012 IEEE RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids 2012)
    • 発表場所
      大阪産業創造館(大阪)
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Outdoor Auditory Scene Analysis Using a Moving Microphone Array Embedded in a Quadrocopter2012

    • 著者名/発表者名
      K. Okutani, T. Yoshida, K. Nakamura, K. Nakadai
    • 学会等名
      2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2012),
    • 発表場所
      ビラモウラ(ポルトガル)
    • 年月日
      2012-10-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロホンアレイを用いた複数人対話からの発話区間検出 および話者方向推定の評価手法2012

    • 著者名/発表者名
      黄 楊暘, 大塚 琢馬, 中臺 一博, 奥乃 博
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] クワドロコプタを用いた屋外音環境理解の逐次雑音推定による向上2012

    • 著者名/発表者名
      奥谷 啓太,吉田 尚水,中村 圭佑,中臺 一博
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ロボット聴覚のための因果モデルを用いたアクティブ視聴覚統合発話区間検出の検討2012

    • 著者名/発表者名
      吉田 尚水,中臺 一博
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 視覚情報との統合による音声区間検出および音声認識精度向上の検討2012

    • 著者名/発表者名
      黄 楊暘, 大塚 琢馬, 中臺 一博, 奥乃 博
    • 学会等名
      人工知能学会 第36回 AI-Challenge 研究会
    • 発表場所
      慶応大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクティブ視聴覚統合による発話区間検出の検討: 因果モデルベースアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      吉田 尚水,中臺 一博
    • 学会等名
      人工知能学会 第36回 AI-Challenge 研究会
    • 発表場所
      慶応大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グループ会話支援のためのワイヤレスマイクロホンアレイ「くらげクン2号」の開発2012

    • 著者名/発表者名
      ムン ソンウン,高木 健太郎,釜島 力,中臺 一博,大武 美保子
    • 学会等名
      人工知能学会 第36回 AI-Challenge 研究会
    • 発表場所
      慶応大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] ロボット聴覚オープンソースソフトウェアHARKのページ

    • URL

      http://winnie.kuis.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 大学院 情報理工学研究科 中臺研究室HP

    • URL

      http://www.cyb.mei.titech.ac.jp/nakadai/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] ロボット聴覚オープンソースソフトウェアHARKのページ

    • URL

      http://winnie.kuis.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 大学院 情報理工学研究科 中臺研究室HP

    • URL

      http://www.cyb.mei.titech.ac.jp/nakadai/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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