2021 Fiscal Year Annual Research Report

分散ステレオマイクロフォンアレイに基づく音空間認識とその実世界応用

Research Project

Project/Area Number	19J20420
Research Institution	Tokyo Metropolitan University
Principal Investigator	山岡洸瑛東京都立大学, システムデザイン研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2019-04-25 – 2022-03-31
Keywords	分散マイクロフォンアレイ / 音響信号処理 / アレイ信号処理 / 時間差推定 / サンプリング周波数ミスマッチ推定 / 音源強調 / 補助関数法
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では，複数のマイクロフォンを空間上に分散配置した，分散マイクロフォンアレイ（分散アレイ）を用いた音空間認識技術の構築を目的としている．また，要素技術として，空間上に存在する目的音源信号の強調と音源位置情報の推定を統一的に行う技術の確立を目指している．これらの技術は，移動検知に基づく高齢者の見守りシステムや，ライフログの収集など，様々なサービスの実現に寄与することが期待される．昨年度までに，少ないマイクロフォンを用いて高性能な音源強調を達成する手法として，time-frequency-bin-wise linear combination beamformerを提案してきた．本手法は，目的音源を劣化させることなく強調可能な手法であり，工学的有用性が高い．最終年度では，本手法で使用するビームフォーマの数など，複数のパラメータを変えた場合の性能及び動作を実験的に調査した．本研究をまとめた論文は，音響信号処理分野のトップジャーナルである IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing に掲載された．また，音源位置情報を推定するための技術として，3つ以上のマイクロフォンで観測された音の到来時間差を，高精度かつ同時に推定する手法も提案してきた．本手法は複数の時間差推定値が無矛盾となるような制約を導入することで高い推定精度を達成している．最大16個のマイクロフォンからなる分散アレイを模したシミュレーション実験では，より多くのマイクロフォンを用いることでより高精度かつ無矛盾な時間差推定値が得られることを確認した．また，本手法をオンライン処理へと拡張した手法も提案している．本研究をまとめた論文は，IEEE Transactions on Signal Processing に投稿中である．
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。