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2017 年度 実績報告書

3次元音響空間ウォークスルー実現に向けた波数領域収音再生技術

研究課題

研究課題/領域番号 15H02728
研究機関東京電機大学

研究代表者

金田 豊  東京電機大学, 工学部, 教授 (20328511)

研究分担者 古家 賢一  大分大学, 理工学部, 教授 (10643611)
片岡 章俊  龍谷大学, 理工学部, 教授 (20528682)
苣木 禎史  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (50284740)
羽田 陽一  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80647496)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード3次元音響 / 波数領域処理 / マイクロホンアレイ / 頭部伝達関数 / ウォークスルー / 室内インパルス応答 / 音源位置 / 雑音抑圧
研究実績の概要

本研究課題は、音響空間場において主要な音源情報(音源位置、原音情報)とアンビエントな音情報(残響音、周囲雑音)とを区別しながら収音し、それらを再合成することで、ユーザが仮想的にその空間内を移動しながら音を聴取するシステムの提案を目指している。音場の基本情報を正確に短時間で取得する方法および主音源の収音を目的とした収音班と仮想空間内での再現を目指す再生班とで研究を進めてきた。
まず,音響空間のインパルス応答測定では,掃引正弦波法に着目し,課題であった非線形歪が測定結果に影響を与えない掃引正弦波信号の合成手順を開発した。さらに,多チャンネルのインパルス応答を効率的に推定するための手法として,直接音を点音源,反射音を平面波でモデル化することにより、空間的に補間されたインパルス応答を推定する手法を提案した。次に,所望信号のみを高品質に収音する手法として,マイクロホンアレイの入力信号を有/無指向性信号に分解する手法を提案し,小規模アレイにおいても所望信号の低域信号の劣化を防止することが可能となった。これらにより短時間で正確な音場把握,および所望信号の獲得が行えるに至った。
再生側では,仮想空間内における音源方向の音像定位粒度を実験的に調べた。3次反射まで含めた合成音を仮想空間内の移動に合わせて再生した結果,水平面の音源方向変化量が10°以下であれば,聴感上違和感がないとの知見を得た。
以上の結果に基づき,24chの直線マイクロホンアレイから受聴者の位置の移動を考慮したバイノーラル信号生成システムを構築した。まず,音源からマイクロホンアレイまでの多チャンネルインパルス応答を測定し,両耳信号再現の基本性能を確認した。次に実音源の収音信号に対して受聴実験を行い,前後方向の移動には難があったが左右の移動や頭部回転についての定位は行えることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 空間フーリエ変換を用いたアレイ信号処理2018

    • 著者名/発表者名
      羽田陽一
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 74 ページ: 74-82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robustness of pure white pseudonoise signal to temporal fluctuation in impulse response measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Mori, Yutaka Kaneda
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 3 ページ: 168-170

    • DOI

      10.1250/ast.38.168

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] インパルス応答測定用純白色疑似雑音の群遅延特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      岡部凱斗,金田豊
    • 学会等名
      電子情報通信学会
  • [学会発表] BMN-SSインパルス応答測定法による残響時間測定2018

    • 著者名/発表者名
      飯山陽平,金田豊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 深層学習を用いたいびき音と環境音の識別2018

    • 著者名/発表者名
      西島 恵介,上ノ原 進吾,古家 賢一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] マイクロホンアレイを用いた空間信号分布に基づく反復音響モデル推2018

    • 著者名/発表者名
      小林 祐介、片岡 章俊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 仮想焦点音源を用いた多点制御法による分解音声の局所的再合成2018

    • 著者名/発表者名
      安枝 和哉,新城 大輔、片岡 章俊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] エリア再生のための非負値行列因子分解を用いた信号分解法2018

    • 著者名/発表者名
      新城 大輔,安枝 和哉,片岡 章俊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 複数スピーカアレーを用いた分解音声の局所的再合成よるスポット再生2018

    • 著者名/発表者名
      安枝 和哉,新城 大輔、片岡 章俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会
  • [学会発表] Temporal DRRと一般化レイリー商に基づく残響環境でのMUSIC2018

    • 著者名/発表者名
      田中龍亮,羽田陽一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
  • [学会発表] 8ch2 次元 Ambisonics 再生のための収音指向特性の改善2018

    • 著者名/発表者名
      岩附 知宏,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた音源方向推定における方向誤差最小化のための目的関数設計2018

    • 著者名/発表者名
      田中龍亮,羽田陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 残響環境におけるMUSIC のための一般化レイリー商二乗誤差最小化基準を用いた部分空間推定法2018

    • 著者名/発表者名
      田中龍亮,羽田陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 縦型円形アレイヘッドホンを用いた音像定位の検討2018

    • 著者名/発表者名
      草島 慧,今泉 健太,羽田 陽一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 高調波歪が分離可能である適応型インパルス応答測定信号の検討2017

    • 著者名/発表者名
      茂木宏太,金田豊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] インパルス応答測定時に混入した非定常雑音の影響改善の検討2017

    • 著者名/発表者名
      木ノ下 亘,金田 豊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 画像情報を用いたマイクロホンアレイによるリアルタイム音声強調処理2017

    • 著者名/発表者名
      上ノ原 進吾, 西島 恵介,古家 賢一
    • 学会等名
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 高臨場感音響のためのラグランジュ多項式を用いた頭部伝達関数補間2017

    • 著者名/発表者名
      山中 雄太,西島恵介。上ノ原進吾,古家賢一
    • 学会等名
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 非定常環境雑音下におけるマルチカーネル学習を用いたいびき区間検出2017

    • 著者名/発表者名
      西島 恵介,上ノ原 進吾,古家 賢一
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] 複数スピーカアレーを用いた分解信号の再合成によるエリア再生2017

    • 著者名/発表者名
      安枝 和哉,新城 大輔、片岡 章俊
    • 学会等名
      日本音響学会
  • [学会発表] Generating method of binaural signals at semi- arbitrary listening positions from a linear microphone array2017

    • 著者名/発表者名
      A. Yamazato, Y. Haneda
    • 学会等名
      電子情報通信学会
  • [学会発表] L1-Regularised MV Beamformer in the Spherical Harmonic Domain for Spherical Microphone Array Recording2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, Y. Haneda
    • 学会等名
      2017 IEEE 6th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of Noise Suppression Parameters for Maximizing Snoring Activity Detection Performance2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nishijima, Shingo Uenohara, and Ken’ichi Furuya
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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