| 研究課題/領域番号 |
17KT0142
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
池田 雄介 東京電機大学, 未来科学研究科, 助教 (80466333)
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| 研究分担者 |
及川 靖広 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70333135)
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| 研究期間 (年度) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| キーワード | 物理音場合成 / 立体音響 / 局所音場合成 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、高速1bit信号を用いた超多チャンネル没入型3次元音場再現システムの構築とそれを用いた物理音場制御技術の確立を目指している。前年度に開発した高速1bit音場再生用の基幹システムをベースとし，聴取者の頭部の位置に追従して局所音場を制御する動的局所音場再現システムの提案を行い，その構築を進めた。これに伴い，リアルタイム信号処理の必要性に関する検討を実施，前年度に実施したスピーカアレイ形状やスピーカユニットの検討に基づいたスピーカアレイの設計・製作を実施し，その製作がおおむね完了した。また，スピーカの駆動関数に関する検討を数値シミュレーションで実施し，広帯域/高精度な三次元音場再現を目的とした焦点音源を仮想スピーカとして用いた局所音場再現手法を中心に，複数の局所音場再現手法の比較検討を進めた。特に，局所音場再現手法では，一般的に再現領域が聴取者一人分程度まで狭まり，同時に聴取体験が可能な人数が少なくなってしまうという問題がある。そこで，複数人に対して高精度な音場制御を行うことを目的とした複数局所音場合成手法の提案を行い，他の制御手法と再現精度の比較検討を進めた。また，局所音場合成の多くは再現領域内に音響反射する頭部が存在することを想定していないが，実施に聴取者がその場にいる以上，聴取者自身の頭部が音響反射することの影響が存在するが，その影響が再現精度に与える程度の詳細は明らかでない。そこで，複数の局所音場再現手法について，頭部の音響反射による再現精度への影響に関して，剛球モデルを用いた数値シミュレーションを実施し，音源の方向や位置に応じた影響の違いを明らかにした。また，次年度に実施予定である音声の音空間情報が与える心理的影響を検討を行うのに先立って，ヘッドホンを用いた動的バイノーラルシステムを簡易的に構築し，心理実験の予備的検討を実施した。
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| 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
本年度は，昨年度に構築した小型多チャンネルシステムを拡張した動的局所音場合成システムを提案し，その構築を進めている。動的局所音場合成システムにおける切り替え手法に関する検討や，数値シミュレーションによる局所音場合成手法における頭部の影響に関する検討，仮想スピーカを用いた２領域音場再現手法に関する検討や，ヘッドホンを用いた音空間情報の提示が情動に与える影響に関する予備的検討などが進んだことから，概ね順調に推移していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，広範囲で広帯域/高精度な三次元音場再現を実現する目的で，高速1bit信号を用いた動的局所音場再現システムの構築を加速する。これまでにスピーカアレイなどやFPGA/ARM基盤等のハードウェアの構築はおおむね終了していることから，頭部位置の検出システムとの連動，頭部の位置に応じた局所音場制御等ソフトウェア側の設計・実装を実施する。構築したシステムを用いた実験を実施し，シミュレーション結果と物理的な計測結果の比較を実施する。また，指向性の動的な変化含む音声を対象とした心理実験によるシステムの有効性の検証を実施し，本年度中の論文化を目指す。また，これまで，数値シミュレーションによる局所音場再現手法の比較検討や，複数領域の局所音場制御手法に関する提案等を実施したが，特に聴取者頭部の音響反射が再現精度に及ぼす影響に関しては，より詳細な検討を進め，論文化を行う。また，前回の報告でも懸念材料として挙げていたが，音場再現手法の実装にあたって問題となる高コストな多点インパルス応答計測に関して，数値シミュレーションによる計測効率化手法の検討が進んでおり，次年度はその計測・モデリング手法の確立を目的として，2.5次元，3次元音場へと順に問題を複雑化して検討を進める。特に最終的に実測したインパルス応答を用いて手法の検討を行い，その後，提案手法を局所音場再現手法への適用および実際のシステムへの実装を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
おおむね予定通りに予算の執行を実施している。
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