少数マイクロホンを用いた空間連続な室内インパルス応答の測定

本研究課題では、近接する少数のマイクロホンによる室内インパルス応答計測情報から、音波の物理モデルを用いた空間連続な音場のモデル化手法を提案し、効率的な多点室内インパルス応答計測の実現を目指している。令和４年度は、主に、推定精度の改善を目的とした音場モデル化のアルゴリズムの検討、壁面の吸音率推定への応用、散乱音場への適用、音場の可視化への応用に関して検討を行った。アルゴリズムの検討では、直接音場のモデル化の精度改善を目的とした音源の放射特性の事前モデル化を用いた音場モデル化手法を提案し、シミュレーション実験により有効性を確認した。また、複雑な反射音場に対する推定精度の改善を目的として、反射音ごとのマイクロホンへの到来時間を用いたグループ化による時間領域音場分解を用いた音場推定モデル化手法を提案し、シミュレーション実験と実測実験により、一定の有効性を確認した。さらに、吸音率の推定精度の改善を目的として、深層学習を用いた壁面の吸音率推定手法への空間連続な音場モデルの応用について検討した。少数のマイクロホン情報から音場モデルを推定し、その後、音場モデルを用いてマイクロホン信号を空間的に拡張することで、深層学習の入力信号を増強するアルゴリズムの検討を行った。また、直接音や反射音ごとに音場を分解可能という提案手法の特徴を活かし、相対的に振幅が小さい散乱音場のみの可視化を目的とした散乱音場モデル化手法について基礎的な検討を行い、入射音場と散乱音場を個別に可視化可能であることを確認した。さらに、音場の可視化への応用として、複合現実技術を用いて推定された部屋の３次元形状に基づいて音場の物理モデルを仮定し、少数の音響計測情報からモデル化された音場を、任意空間解像度で実空間に可視化する手法に関して基礎的な検討を実施した。

本研究課題では、近接する少数のマイクロホンによる室内インパルス応答計測情報から、音波の物理モデルを用いた空間連続な音場のモデル化手法を提案し、効率的な多点室内インパルス応答計測の実現を目指している。令和４年度は、主に、推定精度の改善を目的とした音場モデル化のアルゴリズムの検討、壁面の吸音率推定への応用、散乱音場への適用、音場の可視化への応用に関して検討を行った。アルゴリズムの検討では、直接音場のモデル化の精度改善を目的とした音源の放射特性の事前モデル化を用いた音場モデル化手法を提案し、シミュレーション実験により有効性を確認した。また、複雑な反射音場に対する推定精度の改善を目的として、反射音ごとのマイクロホンへの到来時間を用いたグループ化による時間領域音場分解を用いた音場推定モデル化手法を提案し、シミュレーション実験と実測実験により、一定の有効性を確認した。さらに、吸音率の推定精度の改善を目的として、深層学習を用いた壁面の吸音率推定手法への空間連続な音場モデルの応用について検討した。少数のマイクロホン情報から音場モデルを推定し、その後、音場モデルを用いてマイクロホン信号を空間的に拡張することで、深層学習の入力信号を増強するアルゴリズムの検討を行った。また、直接音や反射音ごとに音場を分解可能という提案手法の特徴を活かし、相対的に振幅が小さい散乱音場のみの可視化を目的とした散乱音場モデル化手法について基礎的な検討を行い、入射音場と散乱音場を個別に可視化可能であることを確認した。さらに、音場の可視化への応用として、複合現実技術を用いて推定された部屋の３次元形状に基づいて音場の物理モデルを仮定し、少数の音響計測情報からモデル化された音場を、任意空間解像度で実空間に可視化する手法に関して基礎的な検討を実施した。