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2022 年度 実績報告書

VR手法を用いて知覚される仮想音源を利用した聴覚BCIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12629
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

加納 慎一郎  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00282103)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードBCI / 聴空間 / 音像定位 / 音脈分凝 / 事象関連電位 / VR
研究実績の概要

ユーザの両耳に提示した音刺激を用いて,聴覚VR(仮想現実感)手法によりユーザに空間的な広がり(聴空間)を知覚させ,生じた脳波からユーザの意図を検出するBCI「聴空間BCI」を開発するために,2021年度に引き続き,以下の研究を行った.
(1)聴空間のVR知覚を可能とする刺激提示方法の検討:頭部伝達関数(HRTF)を用いて音像の頭外定位を行う方法で音像定位性能を向上できた.仮想聴空間上に音を反射する障害物を設置する方法,被験者の前部と後部から仮想提示される音に属性の違い(周波数,音色など)を付与する方法により,BCIでの使用の際に求められる音像定位性能の向上が可能であることが示された.
(2)仮想定位された音の検出能力の検討:仮想定位された音を聴空間内で移動させ,それに対して選択的注意を行うことを被験者に求め,事象関連電位の計測実験を実施した.仮想定位された音の属性(周波数,強度)の変化や,聴空間内を移動する音の移動方向の変化に伴い誘導される事象関連電位を機械学習によって分類し,その性能を評価した.その結果,音属性の変化,移動音の方向変化のそれぞれで,良好な分類成績を得ることができた.
(3)多チャンネルスピーカアレイを用いた音像提示と事象関連電位計測実験の実施:多チャンネルスピーカアレイを用いて,実音源,および隣接する実音源の中間に仮想定位される音源(仮想音源)それぞれからの音の出現に伴う事象関連電位計測実験を実施した.その結果,実音,仮想定位音の出現によって事象関連電位が誘導され,機械学習によるパターン分類が可能であることが示された.また,これらの音の音源を,被験者からみて左右方向の1次元軸上だけでなく,上下左右方向の2次元空間上に配置した場合でも分類能力は高いことが示された.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Radboud University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Radboud University
  • [雑誌論文] A study on BCI to detect auditory steady-state response2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mizukami, Simon Kojima, Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2023)

      ページ: 85

    • 査読あり
  • [雑誌論文] スピーカアレイを用いて仮想定位された聴覚刺激によって誘導される事象関連電位の検討2023

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      ページ: MBE2022-70

  • [雑誌論文] 事象関連電位の潜時におよぼす異種感覚統合の効果に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      ページ: MBE2022-71

  • [雑誌論文] Towards the Brain-Computer Interface for Daily Life (Invited Talk)2022

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Display Workshops

      ページ: INP2-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体信号からのユーザの意図と心理状態の検出にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

      ページ: 1A1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ?脈分凝知覚の有無による事象関連電位応答の違いについての検討2022

    • 著者名/発表者名
      水上 直輝, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

      ページ: 2B3-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間に配置された実音源と仮想音源への選択的注意に伴うP300について2022

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

      ページ: 2B1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 視聴覚刺激の意味的関係の有無と事象関連電位との関係に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

      ページ: 2B1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電気学会医用・生体工学研究会資料

      ページ: MBE-22-003

  • [雑誌論文] Changes in event-related potentials due to multisensory integration2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takeda, Shin’ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2022)

      ページ: 298

    • 査読あり
  • [学会発表] A study on BCI to detect auditory steady-state response2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mizukami, Simon Kojima, Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] スピーカアレイを用いて仮想定位された聴覚刺激によって誘導される事象関連電位の検討2023

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
  • [学会発表] 事象関連電位の潜時におよぼす異種感覚統合の効果に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
  • [学会発表] Towards the Brain-Computer Interface for Daily Life (Invited Talk)2022

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      29th International Display Workshops
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体信号からのユーザの意図と心理状態の検出にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
  • [学会発表] ?脈分凝知覚の有無による事象関連電位応答の違いについての検討2022

    • 著者名/発表者名
      水上 直輝, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
  • [学会発表] 空間に配置された実音源と仮想音源への選択的注意に伴うP300について2022

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
  • [学会発表] 視聴覚刺激の意味的関係の有無と事象関連電位との関係に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
  • [学会発表] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      電気学会医用・生体工学研究会
  • [学会発表] Changes in event-related potentials due to multisensory integration2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takeda, Shin’ichiro Kanoh
    • 学会等名
      16th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2022)
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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