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2013 年度 実績報告書

非同期録音機器を利用可能にするマイクロフォンアレイ信号処理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25280069
研究種目

基盤研究(B)

研究機関国立情報学研究所

研究代表者

小野 順貴  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (80334259)

研究分担者 牧野 昭二  筑波大学, システム情報工学研究科(系), 教授 (60396190)
宮部 滋樹  筑波大学, システム情報工学研究科(系), 助教 (50598745)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードマイクロフォンアレイ / 非同期 / 音源定位 / 音源分離 / サンプリング
研究概要

本研究の目的は、非同期録音信号のブラインドアラインメント技術の確立と、非同期録音機器に基づく音源定位・音源分離システムの構築である。従来のアレイ信号処理では同期録音可能なアレイマイクの使用が前提であり、これがシステム構築上の大きな制約となっていた。これに対し本研究では、PC 内臓マイク、IC レコーダ、ビデオカメラ、といった同期がとれていない複数の録音機器を用いたアレイ信号処理を可能にするために、録音機器の位置、録音開始時刻やサンプリング周波数の機器間のミスマッチなどを録音信号のみから推定する、「ブラインドアラインメント」技術を確立することを目指す。また、この技術を用いて音源定位・音源分離の適用範囲を拡大し、音声認識をはじめとする多様な音響入力システムに貢献する。
平成25年度は、1)サンプリング周波数ミスマッチの補償アルゴリズムの構築、2)音の発信を利用したブラインドアラインメントの簡便な解法、3)交通量モニタリングへの応用、を行った。1)は重要な問題であり、微小なサンプリング周波数ミスマッチでさえ、アレイ信号処理には深刻な問題を引き起こす。我々は、音源が移動しないという確率モデルに基づく最尤法によるサンプリングミスマッチ量のブラインド推定とその補償アルゴリズムを構築した。2)では、近年、普及が著しいスマートフォンをマイクロフォンとして用いることを前提とし、音の発信を利用することによって、スマートフォンの位置を推定しつつ、チャンネルも同期させる手法を構築した。3)では、音響システムへの応用の1つとして、道路の両脇に設置した非同期マイクで録音した音響信号から、交通量を推定する検討を行った。

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」で述べたように、ブラインドアラインメント技術、ならびにその応用について、複数の理論的、技術的な進展が得られたため。

今後の研究の推進方策

理論面では、マイク音源同時定位の新しいアルゴリズムについて進行中であり、これを引き続き進める。また、要素技術ができつつあるので、平成26年度以降は、デモシステムや応用システムの構築に力をいれていく。

次年度の研究費の使用計画

特任研究員の雇用に際し、適任者を見つけるのに時間がかかり、雇用が予定より遅れたため。
雇用開始の遅れに合わせて雇用期間を延長し、人件費として使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 分散型マイクロホンアレイを用いた交通量モニタリング2014

    • 著者名/発表者名
      豊田 卓矢, 宮部 滋樹, 山田 武志, 小野 順貴, 牧野 昭二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会総合大会基礎・境界講演論文集

      巻: - ページ: 151

  • [雑誌論文] 音の発信を利用したキャリブレーションに基づくアドホックマイクロホンアレイによる音源定位2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 一暁, 小野 順貴, 亀岡 弘和
    • 雑誌名

      日本音響学会春季研究発表会講演論文集

      巻: - ページ: 707-710

  • [雑誌論文] 非同期マイクロホンアレーの符号化録音におけるビットレートと同期性能の関係2014

    • 著者名/発表者名
      宮部 滋樹, 小野 順貴, 牧野 昭二, 高橋 祐
    • 雑誌名

      日本音響学会春季研究発表会講演論文集

      巻: - ページ: 725-726

  • [雑誌論文] 伝達関数ゲイン基底NMFによる分散配置非同期録音における目的音強調の検討2014

    • 著者名/発表者名
      千葉 大将, 小野 順貴, 宮部 滋樹, 山田 武志, 牧野 昭二, 高橋 祐
    • 雑誌名

      日本音響学会春季研究発表会講演論文集

      巻: - ページ: 757-760

  • [雑誌論文] Speech Enhancement with Ad-hoc Microphone Array Using Single Source Activity2013

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Sakanashi, Nobutaka Ono, Shigeki Miyabe, Takeshi Yamada and Shoji Makino
    • 雑誌名

      Proc. APSIPA

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/APSIPA.2013.6694323

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microphone Multiplexing with Diffuse Noise Model-based Principal Component Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Sonia Badar, Nobuataka Ono and Laurent Daudet
    • 雑誌名

      Proc. WASPAA

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/WASPAA.2013.6701877

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimizing Frame Analysis with Non-Integer Shift for Sampling Mismatch Compensation of Long Recording2013

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Miyabe, Nobutaka Ono and Shoji Makino
    • 雑誌名

      Proc. WASPAA

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/WASPAA.2013.6701833

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind Compensation of Inter-channel Sampling Frequency Mismatch with Maximum Likelihood Estimation in STFT Domain2013

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Miyabe, Nobutaka Ono and Shoji Makino
    • 雑誌名

      Proc. ICASSP

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ICASSP.2013.6637733

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 音の発信を利用したスマートフォンアレイの機器位置推定2013

    • 著者名/発表者名
      柴田 一暁, 小野 順貴, 亀岡 弘和
    • 雑誌名

      日本音響学会秋季研究発表会講演論文集

      巻: - ページ: 591-592

  • [雑誌論文] 非整数サンプルシフトのフレーム分析を用いた非同期録音の同期化2013

    • 著者名/発表者名
      宮部 滋樹, 小野 順貴, 牧野昭二
    • 雑誌名

      日本音響学会秋季研究発表会講演集

      巻: - ページ: 593-596

  • [学会発表] 非同期録音機器を用いたマイクロフォンアレイ信号処理2013

    • 著者名/発表者名
      小野 順貴
    • 学会等名
      音学シンポジウム2013
    • 発表場所
      お茶の水女子大学
    • 年月日
      20130511-20130512
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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