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2021 年度 実施状況報告書

3次元音場における新たな聴覚のモデル化とAR・VRのための符号化・強調への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K12021
研究機関秋田県立大学

研究代表者

西口 正之  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90756636)

研究分担者 渡辺 貫治  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20452998)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード空間的マスキング効果 / 周波数マスキング / 同時マスキング / 継時マスキング / レンダリング / AR / VR / 符号化
研究実績の概要

3次元空間上に配置された音源相互のマスキング効果を確認するために、半径1.5mの円周上に45°間隔で配置されたスピーカーから、マスカ、マスキ音を出して、それらの間のマスキング効果を確認した。令和3年度は、この空間的マスキング効果について、1)継時マスキング効果について、2)受聴者からマスキーまでの距離を変えた場合の同時マスキングについて、を調査した。
1) 空間的マスキング効果においても継時マスキングが存在することが確認された。さらにその効果の強さは、マスキがマスカと同方位あるいはその周辺部にあるとき、およびマスキがマスカと前頭面に関して対称の位置にある場合に強くなることが確認された。
2) マスカ位置は従来通り受聴者から半径1.5mの円周上に配置し、マスキは半径1.5mの円周上に配置した場合に加え、半径0.5mの円周上に配置した場合のマスキング効果について調べた。頭部中心音圧は等しくなるように調整しているが、0.5mの場合は1.5mにくらべて全般的に閾値が下がり、マスクされにくくなるが、一方マスキとマスカが同方位の場合は、閾値が上がる、すなわちマスクされやすくなることを確認した。閾値が下がる原因については、受聴者からマスキまでの距離が近くなることで、より精度の高い定位が可能となり、マスキ音とマスカ音の分離がしやすくなったものと推測される。一方、マスカとマスキが完全に同方位の場合に逆の現象が起こる点について、その原因は現状調査中である。

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

研究実績の概要に記した様に、空間的マスキング効果にも継時マスキングが存在すること、および継時マスキングの強さにも、同時マスキングと同様に前頭面に関する対称性があることを見出したのは大きな成果であると考える。また、継時マスキングの効果の強さと時間の関係についても明らかにすることが出来た。このことにより、実際に符号化器に空間的マスキング効果を応用する際の処理フレーム長について、おおよその目途をつけることが出来たと考える。
更に、受聴者からマスキまでの距離を近くした場合の空間的マスキング効果の振る舞いについても調査した。この場合についてもマスキングの強さは、マスカに対するマスキの位置について前頭面に関する対称性があることを確認した。一方、マスキが受聴者に近づくと、異なる方位からのマスカにはマスクされにくくなることも確認した。これらの知見は、空間的マスキング効果を利用した符号化方式の開発において、重要な情報となると考える。

今後の研究の推進方策

マスカとマスキの水平方向の違いがマスキングに及ぼす効果については概ね調査できた。また、マスキ音源と受聴者の距離が接近した場合についても、その変化について調査出来た。
今後は、マスカとマスキの仰角方向の差が、空間的マスキング効果にどのように影響するのかを調べてゆく。例えば、前方上方の音が、水平面上の全周の音をどの程度マスクするのか、受聴者の真正面の音が、正中面上の異なる仰角の音をどのようにマスクするのか、などについてである。また、受聴者とマスキの距離が離れた場合についても調査をしたいと考えている。これにより、全天球上の任意の2点間のマスキングについて、概ね把握することが可能になると考える。

次年度使用額が生じた理由

2021年度に参加を予定していた国内会議および国際会議がCovid-19のためにすべてバーチャル開催となった為、本予算から出費を想定していた旅費がほぼ全く発生しなかった。
また、実験機材については、研究室内の、他の予算の実験機材と共有することで、本予算からの出費が抑えられた。
2022年度ぶんとして繰り越された予算は、本研究にかかわる国際会議での発表の旅費に充てる予定である。また計算機の新規購入も予定している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] 実音源と仮想音源の間の空間的マスキングについて2022

    • 著者名/発表者名
      西口正之
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 78 巻 3 号 ページ: 143-149

  • [学会発表] Spatial auditory masking between real sound signals and virtual sound images2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi, Soma Ishihara, Kanji Watanabe, Koji Abe, and Shouichi Takane
    • 学会等名
      Audio Engineering Society 151th convention
    • 国際学会
  • [学会発表] 実音源による仮想音源の 空間的マスキング効果について2021

    • 著者名/発表者名
      西口正之, 石原颯馬, 渡邉貫治, 安倍幸治, 高根昭一
    • 学会等名
      日本音響学会2021年秋季研究発表会
  • [学会発表] Spatial auditory masking of human hearing for applications of augmented reality2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nishiguchi, Soma Ishihara, Kanji Watanabe, koji Abe, Shouichi Takane
    • 学会等名
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology APSCIT
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、プログラム、符号化装置、音響システム、及び復号化装置2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-502010
  • [産業財産権] 音頻信号編碼方法、音頻信号解碼方法、程序、編碼装置、音頻系統及解碼装置2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      CN 113574596A
    • 外国
  • [産業財産権] Acoustic signal encoding method, acoustic signal decoding method, program, encoding device, acoustic system, and decoding device2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      秋田県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      EP20759801.2
    • 外国
  • [産業財産権] Acoustic signal encoding method, acoustic signal decoding method, program, encoding device, acoustic system, and decoding device2021

    • 発明者名
      西口正之、加藤巧大
    • 権利者名
      西口正之、加藤巧大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      17/432098
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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