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1-P-6 パラボラ反射板を用いたアクティブマイクロフォンによる方向推定
高島遼一，滝口哲也，有木康雄 (神戸大) 研究の背景・目的 アクティブマイクロフォン これまでに様々な音源方向推定の手法が提案されている マイクロフォンアレーを用いて各観測信号間の位相差から 方向を推定(CSP法，MUSIC法, etc..) 従来の手法は複数のマイクロフォンが必要である ⇒マイクロフォン一つで音源方向推定を行えないか？ Diameter: 12cm Microphone Rotation manually Parabolic reflector 単一マイクロフォンによる音源方向推定 反射板とマイクロフォンが一緒に回転して信号処理を行うことにより音源方向を探索する 30-chanel arrays 32-chanel arrays 90 deg 120 deg 150 deg 180 deg パラボラ反射板 焦点における観測信号 s1:直接波 s2:反射波 s1とs2の焦点までの 距離差: QP + PO = QP + PH = 2d 時間差: τ = 2d / a a: 音速 2d P Q Focal point Focal point H s2 s1 O -d パラボラ(放物面)の正面から到来した音波は全て焦点に向かって反射される 正面以外の方向から到来した音波が反射によって焦点へ向かうことはない Focal point Parabolic surface Directrix 反射波の直接波に対する時間遅れは反射した場所に関わらず τ = 2d / a (一定)である つまり反射波どうしに位相差は生じない 焦点における観測信号 パワースペクトル 音波が放物面の正面方向から到来している場合，焦点では 入力信号のパワーが関数H(ω)によって増幅されて観測される 正面方向の推定法 放物面型反射板の焦点位置にマイクロフォンを装着 マイクロフォンと反射板が回転しながら各方向毎のパワーを測定 パワーが最大となった角度を正面方向として推定する s(t) :直接波 s(t-τ) :反射波 A :反射率 i：反射板の方向 評価実験 角度毎の平均パワーの推移 反射板の有無による比較 実験条件 mic. with reflector 音源方向 : 90° 入力信号 : ホワイトノイズ (約5秒) マイクの角度を 0°から180°まで10°ずつ 手動で回転させながら 各方向での平均パワーを測定 以上の実験を 音源距離を変えながら行う 30cm speaker 60cm 反射板の形状による比較 角度毎のパワースペクトルの推移 90cm Power [dB] 今後の課題: 短い信号(音声など)の方向推定 最適な反射板の形状について検証 Angle of mic. [degree] Square reflector Frequency [Hz]
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