2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K00255
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| Research Institution | Osaka Sangyo University |
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Principal Investigator |
高橋 徹 大阪産業大学, デザイン工学部, 准教授 (30419494)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロホンアレイ / MUSIC法 / 周波数分析 / 帯域幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非防水型の従来型マイクロホンアレイと防水型マイクロホンアレイの音源定位・音源分離の性能比較を行うための準備を行った。 防水型マイクロホン素子を使用してアレイを構成することによる集音特性の変化をシミュレーションにより評価する仕組みを考えた。具体的には周波数帯域、振幅特性を調整可能な音源定位アルゴリズム開発を試みた。これはアレイを構成する防水型マイクロホン素子の周波数特性が、非防水型マイクロホン素子の特性に比べ、振幅特性と位相特性がばらつくことへ対処可能なアルゴリズム開発に当たる。素子の振幅特性と位相特性のばらつきにロバストなマイクロホンアレイの開発と言い換えられる。この条件下で音源定位・音源分離手法を確立することが、屋外使用可能な防水型マイクロホンアレイの開発と見做される。
本年度は、MUSIC 法を用いた音源定位手法（ここでは音源方向の推定のみを行い、音源までの距離の推定を行わないため、音源到来方向推定と同義である）について検討した。MUSIC 法による音源到来方向推定において、前処理に当たる周波数分析の周波数分解能によって、音源到来方向推定結果が受ける影響を調査した。MUSIC 法で音声を扱うと厳密には定常ではない信号の相関行列を扱う必要がある。そのため相関行列の平滑化が必要である。ここでは行列の移動平均を導入した。入力信号の周波数分解能と相関行列の移動平均長が、MUSIC スペクトル尖度に与える影響を比較した。帯域幅が広いほど高い尖度が得られることが確認されたことから、防水型化により周波数分解能が低下しても、音源定位性能が低下しない可能性を示唆できた。また、移動平均長も長いほど尖度が高い傾向を確認できた。以上のことから、今回の実験条件下では、MUSIC 法による音源定位には、周波数分解能・時間分解能ともに鈍感であり、評価対象外であった位相が重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、防水型マイクロホンアレイを設計・開発し、実アレイで比較する計画であった。実際の防水型マイクロホンアレイの開発も並行して研究計画を進めている点と、実アレイに替わるシミュレーション環境を用意し計画を進めている点から、おおむね順調に進展していると判断した。また、シミュレーション環境を用意したことにより、実アレイの設計に理論上の性能をフィードバックでき、実アレイの製作が進めやすくなった。実アレイは手作りであるため製作に時間がかかる。今後も慎重に設計し製作を進めたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の平成28年度計画では、屋外の様々な場所・環境での音を収録することになっている。現段階では、防水型マイクロホンアレイの製作と並行して作業が進められていることから、防水型マイクロホンアレイと、従来型の非防水型マイクロホンアレイの両方での集音は困難である。そこで、従来型の非防水型マイクロホンアレイで集音し、データベースを作成する。防水型マイクロホンアレイの製作が完了次第、双方のアレイで収録する予定である。様々な場所でのマイクロホンアレイ収録を通じて、屋外マイクロホンアレイ使用に関する問題を集積する。音源定位・音源分離アルゴリズムの改良で解決できる問題があれば、アルゴリズムの改良も進める。
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| Causes of Carryover |
研究データの整理をお願いする予定であった大学院生の確保ができず、データの整理を申請者自身が行ったことが主な要因となっております。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
屋外での音響測定・録音を行う課題であるため、風雨・砂塵により音響機器関連消耗品の消耗が激しいことが明らかになってきました。そこで、音響機器関連の消耗品に使用する計画です。
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