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2021 年度 実施状況報告書

非同期分散マイクアレイにおけるキャリブレーションフリーモデルの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K12017
研究機関東京工業大学

研究代表者

糸山 克寿  東京工業大学, 工学院, 特任准教授 (60614451)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード音響信号処理 / マイクロホンアレイ / キャリブレーション / 音源定位 / 音源分離
研究実績の概要

本研究課題では,キャリブレーション(マイクロホンやマイクロホンアレイのサンプリング周波数や位置のずれを精密な測定により事前に補正すること)を行わずに非同期分散マイクアレイ(複数のマイクロホンを同期させて用いるデバイスであるマイクロホンアレイに対して,独立した複数のマイクロホンをあたかもマイクロホンアレイであるかのように扱う)に対して音源定位や音源分離などのアレイ信号処理を実現することを目指す.具体的に,令和3年度は以下について取り組んだ.
・複数のマイクロホンアレイと複数の音源の位置・向き・時間オフセットなどを同時に推定するための,複数目的関数の統合について検討した.従来手法である2つの目的関数を順番に最適化する手法に対して,一方の目的関数中の項を変形してもう一方の目的関数に組み込むことで,目的関数を統合する手法を提案した.
・2次元および3次元空間でのシミュレーション実験で推定精度向上と計算時間低減について確認した.統合した目的関数を用いた手法は,従来手法と同程度のキャリブレーション性能をもち,かつ少ない計算量での最適化が行えることが明らかになった.一方で,統合した目的関数では好ましくない解(全てのマイクロホンアレイと音源の位置が一点に集まる)への収束が起こり得ることも明らかになった.
これらの手法に基づいて,様々な前提条件がセンサアレイ構築に対して寄与する度合いを調査することで,アレイ信号処理の適用範囲が広がることが期待される.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症への対策等で,実環境での評価実験が計画通りに行えなかった.

今後の研究の推進方策

実環境での評価実験,論文投稿を主に推進する.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の影響により,実環境での実験や学会発表が予定通りに行われなかったために次年度使用額が生じた.実験機材の購入や学会発表に使用する.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Assessment of Sound Source Tracking Using Multiple Drones Equipped with Multiple Microphone Arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Taiki、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 18 ページ: 9039~9039

    • DOI

      10.3390/ijerph18179039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multichannel environmental sound segmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Sudo Yui、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 雑誌名

      Applied Intelligence

      巻: 51 ページ: 8245~8259

    • DOI

      10.1007/s10489-021-02314-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detecting earthquakes: a novel deep learning-based approach for effective disaster response2021

    • 著者名/発表者名
      Shakeel Muhammad、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 雑誌名

      Applied Intelligence

      巻: 51 ページ: 8305~8315

    • DOI

      10.1007/s10489-021-02285-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal and Evaluation of Spatial Sound Source Separationusing NMF with Multiple Microphone Arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Kagimoto Yasuhiro、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the Robotics Society of Japan

      巻: 39 ページ: 669~672

    • DOI

      10.7210/jrsj.39.669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Dimensional Environment Recognition by Audible Sound with Weighted Likelihood Function and Standing Wave2021

    • 著者名/発表者名
      Kishinami Hidehiko、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the Robotics Society of Japan

      巻: 39 ページ: 271~274

    • DOI

      10.7210/jrsj.39.271

    • 査読あり
  • [学会発表] 深層学習を用いた複数音声強調処理のアンサンブル手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤田 雅彦, 糸山 克寿, 西田 健次, 中臺 一博
    • 学会等名
      情報処理学会全国大会
  • [学会発表] Assessment of von Mises-Bernoulli Deep Neural Network in Sound Source Localization2021

    • 著者名/発表者名
      Itoyama Katsutoshi、Morimoto Yoshiya、Masaki Shungo、Kojima Ryosuke、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 学会等名
      Interspeech 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Calibration of Positions, Orientations, and Time Offsets, Among Multiple Microphone Arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Chishio、Itoyama Katsutoshi、Nishida Kenji、Nakadai Kazuhiro
    • 学会等名
      ICAS 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] スポットフォーミングによる音声認識性能向上の評価2021

    • 著者名/発表者名
      合澤 隆拓, 鍵本 泰宏, 西田 健次, 糸山 克寿, 中臺 一博
    • 学会等名
      第22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 (SI2021)
  • [学会発表] 転移学習を用いた音響クラス分類の検討2021

    • 著者名/発表者名
      露口 弘毅, 西田 健次, 糸山 克寿, 中臺 一博
    • 学会等名
      第22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 (SI2021)
  • [学会発表] 複数マイクロホンアレイを用いたNMFによる空間音源分離法の残響下での評価2021

    • 著者名/発表者名
      鍵本 泰宏, 糸山 克寿, 西田 健次, 中臺 一博
    • 学会等名
      第58回人工知能学会回人工知能学会 AI チャレンジ研究会
  • [学会発表] Detecting earthquakes: a novel deep learning-based approach for effective disaster response2021

    • 著者名/発表者名
      Muhammad, Shakeel, Nishida, Kenji, Itoyama, Katsutoshi, Nakadai, Kazuhiro
    • 学会等名
      第58回人工知能学会回人工知能学会 AI チャレンジ研究会
  • [学会発表] Numerical Evaluation of 3D Sound Source Tracking Methods for Drones with Microphone Arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Taiki Yamada, Katsutoshi Itoyama, Kenji Nishida, Kazuhiro Nakadai
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (RSJ 2021)
  • [学会発表] 複数マイクロホンアレイの同期および3次元位置・姿勢推定の同時最適化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      杉山 地塩, 糸山 克寿, 西田 健次, 中臺 一博
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (RSJ 2021)
  • [学会発表] 類似度行列を考慮した野鳥の歌自動識別の検討2021

    • 著者名/発表者名
      山本 遼, 中臺 一博, 西田 健次, 糸山 克寿
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (RSJ 2021)
  • [学会発表] エコロケーションに基づく視覚シーンの再構成手法の提案と入力特徴量の検討2021

    • 著者名/発表者名
      岸波 華彦, 糸山 克寿, 西田 健次, 中臺 一博
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (RSJ 2021)
  • [学会発表] アンサンブル時間周波数マスクによる音声強調手法の評価2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 雅彦, 糸山 克寿, 西田 健次, 中臺 一博
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (RSJ 2021),
  • [産業財産権] 視覚シーン再構成装置、視覚シーン再構成方法、およびプログラム2021

    • 発明者名
      糸山 克寿,岸波 華彦,西田 健次,中臺 一博
    • 権利者名
      東京工業大学 / 本田技研工業株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-143488

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公開日: 2022-12-28  

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