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2016 年度 実績報告書

公共空間の安全性確保を目指した可聴型音響設計システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H01790
研究機関千葉工業大学

研究代表者

佐藤 史明  千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (50286150)

研究分担者 藤江 真也  千葉工業大学, 先進工学部, 准教授 (00367062)
木幡 稔  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (30186720)
大川 茂樹  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (40306395)
世木 秀明  千葉工業大学, 情報科学部, 准教授 (60226636)
須田 宇宙  千葉工業大学, 情報科学部, 准教授 (60296324)
飯田 一博  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (60458627)
矢野 博夫  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (70114692)
柳川 博文  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (70296309)
山崎 治  千葉工業大学, 情報科学部, 准教授 (90337709)
苣木 禎史  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (50284740)
竹本 浩典  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (40374102)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード音響情報 / 音環境 / 公共空間 / 明瞭性 / 防災 / 減災 / 人間生活環境
研究実績の概要

S(3次元シミュレータ):高音域まで使用可能な6ch収音システムを現場実測に応用し、移動音源の方向同定や音源分布について検討した。バイノーラル方式では、人が音の前後上下方向知覚の手掛かりとしている頭部伝達関数の特徴量が4つであり、さらにそのうち2つが省略可能であるか否かを検討し、3次元再生処理の高速化が期待できる結果を得た。また耳介の放射特性を検討した結果、ダイポールでモデル化が可能であり定式化を行った。
1(音環境):ロングパスエコーの原因となる物体の検出のアルゴリズムを検討し、複数の観測点で得られるモノーラル音響信号から反射物候補位置を推定できることを確認した。また残響時間の自動制御に関する検討を行った。
2(電気音響システム):屋外拡声システムで用いられるスピーカの模型を作製し、音響模型実験に使用可能であることを確認した。
3(音声合成):2.5-3.3kHz付近の帯域を強調したアナウンス音声について残響環境下での検討を行った結果、理解度は大きく変化せずに聞き取りやすく感じ、特に残響音と音声のレベル差がほとんど無いような場合に効果が大きいことが分かった。また、合成音声の制御のための即時的に計測可能な残響音場の客観評価量について検討し、メル尺度に従った評価量の優位性を得た。さらに緊急性を有する音声を分析した結果、音高や話速の変換により緊急性が伝わることを確認した。
4(サイン音):サイン音のスペクトルを一定対数帯域幅で中心周波数を変化させたところ、低域では音像がぼけ高域ではさほどぼけない結果を得た。また、信号の持続時間も影響し、長いほど音像がぼけることを明らかにした。
5(聴覚と視覚の相互作用):残響環境下でのサイン音による避難行動特性を調べるため、仮想的な地下街内での移動方向判断を求める心理実験を行い、スピーカ配置や視覚情報の有無により迷いやすさが異なることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究は、3次元音環境シミュレータ(S)を核として5つの要素研究(1:音環境、2:電気音響システム、3:音声合成、4:サイン音、5:聴覚と視覚の相互作用)で構成され、様々な空間を対象として音響情報伝達システムの性能向上を目的として取り組んでいるもので、平成28年度の研究実績について前述したとおり、5つの全ての要素研究についてはそれぞれ着実に進展している。それら要素研究結果のシミュレータへのフィードバックについていささかの反省点はあるが、処理の高速化に関する検討は着実に進んでおり、本格的なフィードバックは平成29年度に予定されていること考えると、研究全体の進展として特段の問題はないと考えている。研究発表の件数については平成27年度より増えており、国際会議での招待講演が3件あることも評価できる。

今後の研究の推進方策

S(3次元音環境シミュレータ):平成28年度までの継続としてシミュレータの精度向上を更に目指すとともに、処理の高速化やリアルタイム化を図る。
1(音環境):他の要素研究の結果を取り入れつつ、音場シミュレーションの精度の高め、様々な音場への適用と応用を図る。
2(電気音響システム):引き続き超指向性スピーカの開発を進め、スピーカの設置方法を含めて実空間への適用を音場シミュレータを用いて検討する。
3(音声合成):これまで得られた知見(話速、ボーズ長さ、ディジタルフィルタ制御)について、音場シミュレータを用いた検証を進める。
4(サイン音):これまで得られた知見について、音場シミュレータを用いて検証するとともに、その具現化について検討を進める。
5(聴覚と視覚の相互作用):これまで得られた知見について、その適用範囲について検証を進める。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 頭部伝達関数のシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      竹本浩典
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 73 ページ: 166-172

  • [学会発表] 方向決定帯域を卓越させた広帯域信号による音像定位2017

    • 著者名/発表者名
      竹内彩乃、石井要次、飯田一博
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 3D プリンタを用いた模型実験用指向性音源の作成2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤真生、小築理史、佐藤史明
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] A dipole model for estimating frequency versus elevation-angle trajectory of the first spectral notch of head-related transfer functions in the median plane2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Takemoto, Parham Mokhtari, Hiroaki Kato, Ryouichi Nishimura, Kazuhiro Iida
    • 学会等名
      The 5th Joint meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, Honolulu, Hawaii (米国)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of signal to noise ratio at outdoor listing position by sound emission timing control over the Internet for mass notification system2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Chisaki, Taira Onoguchi
    • 学会等名
      The 5th Joint meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, Honolulu, Hawaii (米国)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of spectral peaks and notches in the head-related transfer functions in the upper median plane for vertical localization2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Iida, Yohji Ishii
    • 学会等名
      The 5th Joint meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, Honolulu, Hawaii (米国)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Autonomous optimal location of articulation materials using robotics2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Uehara, Shuhei Kawai, Shigeki Okawa
    • 学会等名
      The 5th Joint meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, Honolulu, Hawaii (米国)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 高残響下での避難誘導における「迷い」2016

    • 著者名/発表者名
      山崎治
    • 学会等名
      日本音響学会 騒音・振動研究会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-05
  • [学会発表] ロボティクスを用いた調音材の最適配置の決定手法2016

    • 著者名/発表者名
      上原正志、河合修平、大川茂樹、福島学
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 会話に適した音環境を作る自律移動ロボット2016

    • 著者名/発表者名
      河合修平、上原正志、大川茂樹、福島学
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] モノラル雑音信号の周波数帯域あるいは持続時間と音像の幅の関係2016

    • 著者名/発表者名
      舟橋宏樹、及川宰、鵜飼拓也、福島学、松本光雄、柳川博文
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] エコー音場の明瞭性評価のための実験音場について ~配置したスピーカの方向と知覚方向の不一致~2016

    • 著者名/発表者名
      園田矢弓、森淳一、佐藤史明
    • 学会等名
      日本音響学会 建築音響研究会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2016-07-15 – 2016-07-15
  • [学会発表] 頭部伝達関数の第2ピークが正中面上方の音像定位に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      飯田一博、石井要次
    • 学会等名
      日本音響学会 電気音響研究会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-20

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公開日: 2018-01-16  

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