2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Comprehensive Acoustic Environment Simulation System for Realization of Ultra-realistic Presence
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17H00811
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
尾本 章 九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (00233619)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 音場再生 / 鋭指向性マイク / スピーカアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
音場再生システムの総合的な性能に関して，以下の４条件を満たすことが重要であるとの仮説を立てている。A) 何らかの物理的な原理に基づいた再生が行えること，B) 受聴者の存在などの不可避な外乱に対して頑健であること，C) 付加的な演出を受け入れる余地があること，D) 映像情報との親和性が高いこと，の４条件であり，それぞれに対して効果的な方策を検討している。研究計画書における「工学的な性能」は A), B) に対応し，「芸術的な表現力」は C), D) に対応する。
各項目の実現度合いの向上を目指し，検討を行っている。A), B) に対応した項目として，鋭指向性マイクアレイで収録した信号に対して，高次アンビソニックスやビームフォーミングなど，数種類の信号処理手法を適用し，再生性能の物理的検証ととともに，主観評価などを通して，コンテンツの内容との相性も詳細に検討を行った。また音響測定に適した理想的な音場の再現に関しては，多数のチャンネル数を用いた理想的な条件と，24チャンネルで成し得ることを実験的に整理することができた。引き続き，実験を繰り返し，吸音率などの物性を精度よく算出する方法について検討を行っていく。また，方向別のインパルス応答の畳み込みをベースにして，少ない音源信号で再生を行う手法に関しても検討を行った。物理的な特徴を微細に再現することは不得意であるが，音質的には高い評価を得ることが明らかになった。音源信号伝送などを含むシステムにも対応した機能拡充であり，引き続き検討を行う。
C)に関しては，様々な騒音環境のシミュレータとしての機能を拡充させて，実用化への可能性を探った。特に小規模な空間として，車室内への適用など，実践的な応用から検討を行うことができた。D)に関しては，360度の円周型映像を音と組み合わせて収録再生行うシステムおよびワークフローの構築を行うことができた。
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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
これまでに構築したシステムを用いて，収録から再生まで，また円周型の映像を組み合わせてのワークフローを確立することができた。このシステムの性能に関しては，概要で述べた４項目を設定したことで目標がより明確になり，大学院生を中心とした研究テーマの設定もさらに具体性を持つものとなった。特に，いくつかの信号処理手法を用いた再生の性能比較，演出を導入したコンテンツの評価，映像情報との融合に関する印象の変化，さらに方向別インパルス応答の畳み込みによる再生手法などに関しては，それぞれの詳細を学会発表して広く意見を聴取できる程度の成果が得られている。これは昨年度からの継続であり，より多くのコンテンツを使って充実した内容となっている。
また，方向別のインパルス応答の畳み込みを用いる手法は，昨年度から付加的に取り組んだ内容であるが，必要な音信号の量の少なさや，出力する音の質の高さから，特に重要な検討項目として取り上げ，継続的に国際学会で発表を行うことができた。
また企業から本研究で開発したシステムに関する研究成果の講演依頼や雑誌への掲載やデモンストレーションの依頼は継続しており，徐々に認知が広がっている傾向である。
なお，全体的には，当初の計画を超えるペースで進んでいる。昨年度まで進捗が遅れていた音響材料の測定環境の構築であるが，規模を拡大して系統的な検討を行うことで，本質的な可能性と限界を把握することが可能になった。
これらの全体を勘案して，概ね順調と判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
音場を映像とともに収録し，再生する有効なシステムの構築は完了している。また，総合的な性能向上に資する条件の整理も完了しており，それぞれ有効な検討項目を設定して検討をさらに進める。計画書に記載の「工学的な性能向上」に関しては，引き続いて各種物理的再生手法，信号処理手法の性能比較を行いつつ，適した使い分けなどのガイドラインを作りたい。また音響材料の測定環境構築にも継続的に取り組み，音場再生システムの新しい機能として提案したい。また天井方向へのマイク，スピーカの設置など，システム構成の微調整も行い，安定した定位，品質を実現できる頑健なシステムを構築する予定である。さらに「芸術的な表現力の向上」に関しては，高品位のコンテンツを入手を継続して行うこととともに，再生音の質について率直な評価を受けることのできる場の確保についても継続する。これらの項目を通して，芸術的，工学的に有効なシステムを完成させる予定である。
さらに最終年度の取り組みとして，システムを社会的に意義のあるものへと昇華させたい。音場再生システムの役割として，直感的には音楽アンサンブルや遠隔レッスンなど音楽的な内容がまずは思いつく。これらに加えて，音場の再生や，演出を通して創成を行うことができるシステムが，直接的に人に何をすることができるか，「人の福祉」という観点も取り込みつつ検討を行いたいと考えている。例えば音響福祉工学と呼べる新しい分野の創出に向けて，その端緒となるシステムとして位置づけられるような検討を継続する所存である。
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