| 研究課題/領域番号 |
19H04142
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
西浦 敬信 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (70343275)
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| 研究分担者 |
中山 雅人 大阪産業大学, デザイン工学部, 准教授 (90511056)
岩居 健太 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (30794507)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ピンスポットオーディオ / パラメトリックスピーカ / レーザマイクロホン / 非線形音響 / 超音波 / 振動 |
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| 研究実績の概要 |
音の放射範囲および到達距離を制御可能なピンスポット再生スピーカシステムおよび騒音環境下でも的確に目的音のみを集音可能なピンスポット集音マイクロホンシステムを含む次世代ピンスポットオーディオシステムの総合開発を展開する．これまで我々は音の放射範囲を自由に制御可能なフレキシブルパラメトリックスピーカを世界に先駆けて提案し，試作機も開発した．このフレキシブルパラメトリックスピーカをベースに本研究では，さらに音響ガスレンズ等を活用し音の到達距離も制御することで世界初の音のピンスポット再生に挑戦する．加えてレーザ光を用いて目的音の振動を検知することで遠方音を集音可能な光レーザマイクロホンをさらに高度化して，人の喉の振動を遠方から読み取ることで，周辺騒音に頑健なピンスポット集音にも挑戦し，次世代ピンスポットオーディオシステムの総合開発を試みる．
2021年度はフェイズドアレー方式による超指向性の実現を目指して，パラメトリックアレースピーカを構成する超音波素子の両端から放射する信号のみ位相を反転することで，超指向性を形成する音響ビームの超狭化に成功した．さらに，ピンスポット集音マイクロホンシステムの実現に向けて，レーザ照射物体に依存したい頑健な目的音声の獲得方法の検討を行った．その結果，人の喉や衣服などのレーザ照射物体に対して機械学習等を活用することで，レーザ光の照射表面に依存しない遠方からの頑健な音振動・信号抽出技術の確立に成功した．
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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
当初の研究計画通り，2021年度はピンスポット再生スピーカシステムの実現に向けて，フェイズドアレー方式による超指向性の実現を試みた．その結果，パラメトリックアレースピーカを構成する超音波素子の両端から放射する信号のみ位相を反転することで，超指向性を形成する音響ビームの超狭化に成功した．加えてマルチウェイ構造を取り入れたパラメトリックスピーカにより高音質化も実現した．本研究テーマに関する研究成果について，学術雑誌論文にも掲載され，十分な研究成果を得ることができた．
さらに，ピンスポット集音マイクロホンシステムの実現に向けて，レーザ照射物体に依存しない頑健な目的音声の獲得方法の検討を行った．特にレーザドップラー振動計を用いた光レーザマイクロホンは，レーザ光源を照射した物体の表面の影響を強く受けるため，照射物体に対するレーザ光の入射角や表面の条件（形状や素材）により音質が大きく劣化するという問題があった．この問題に対して，人の喉や衣服などのレーザ照射物体に対して機械学習等を活用することで，レーザ光の照射表面に依存しない遠方からの頑健な音振動・信号抽出技術の確立に成功した．本研究テーマに関する研究成果については，現在学術雑誌論文に投稿中であり，引き続き研究を推進する計画である．
本研究は研究計画書に基づき十分な研究成果をあげていることから，おおむね順調に進展している考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度はピンスポット再生スピーカシステムとピンスポット集音マイクロホンシステムを統合し，遠方音を高音質にて抽出し，ユーザの耳元でのみ受聴可能なピンスポットオーディオシステムの総合開発を試みる．特に本科研費の最終年度として実時間で動作可能なシステム開発に注力し，最終的な総合評価を行う計画である．加えて，ピンスポット集音マイクロホンシステムの高度化に向けて，レーザ光を使わずに物体の振動を画像処理により抽出し音波に変換するビジュアルマイクロホンの開発にも着手し，音響空間における次世代スポットエリア再生・集音技術の基盤開発の高度化も意識して着実に研究を展開する．
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