コナジラミ類の生態解明のための高分解能近接マイクロフォンアレイの開発研究

用于阐明粉虱生态的高分辨率接近麦克风阵列的研发

• 批准号: 21J10818
• 负责人: 於保 拓高
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10818/
• 关键词: 生物音響; マイクロフォンアレイ; 音響トラッキング; 音源位置推定; 生態モニタリング; コナジラミ類; 農業害虫; 防除; 位置推定

本研究は，超高時間・空間分解能を有するマイクロフォンアレイをコア技術とした，コナジラミ類の発する音響情報を可視化するデバイスを開発し，それを用いてコナジラミ類の音響的生態（コミュニケーション）を解明することを目的としている．2022年度は，１）音源位置推定の高精度化と，２）動画像中のコナジラミ類検出に関する内容に取り組んだ．１に関しては，狭間隔小開口マイクロフォンアレイとパルス圧縮を基盤技術とした，近接場での高精度測位法を考案した．これにより，可聴音を用いた1 mm以下の高精度音源位置推定が可能となった．これは，於保らによる「近接場音源位置推定のための狭間隔マトリクス状MEMSマイクロフォンアレイ」の研究成果として得られ，奨励賞（Young Scientist Award）を受賞した．２に関しては，従来よりも簡便な画像処理で動画像中のコナジラミ類を検出するための，環境光に着目した手法を考案し，キュウリや青ジソの葉体において，コナジラミ類と葉脈の画像抽出を可能とした．これは，於保らによる「Detection of Whiteflies and Veins on Leaves by Capturing Image under Controlled Lighting」の研究成果として得られた．

该研究开发了一种将粉虱发出的声学信息可视化的装置，以超高时空分辨率的麦克风阵列为核心技术，并用其来阐明粉虱的声学生态（通讯）。 2022 年，我们致力于 1) 提高声源位置估计的准确性和 2) 检测视频图像中的粉虱。针对1，我们设计了一种基于窄空间、小孔径麦克风阵列和脉冲压缩的高精度近场定位方法。这样可以利用可听声音来估计 1 mm 或更小的高精度声源位置。这是 Oho 等人的“用于近场声源定位的窄间距矩阵式 MEMS 麦克风阵列”的研究成果，并获得了青年科学家奖。关于2，我们设计了一种专注于环境光的方法，使用比传统方法更简单的图像处理来检测视频图像中的粉虱，并从黄瓜和绿紫苏叶中提取粉虱和叶脉的图像，这使之成为可能。这是 Oho 等人的“通过在受控照明下捕获图像来检测叶子上的粉虱和叶脉”的研究结果。

项目成果

葉身上のコナジラミ類の発する音響・振動情報の伝搬特性

粉虱在叶片上发出的声波和振动信息的传播特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Ge Xinrun;Rao Yutao;Xu Ling;Zhou Mingbo;Kurosaki Ryo;Aratani Naoki;Osuka Atsuhiro;Song Jianxin;安藤颯花，於保拓高，水谷孝一，海老原格，若槻尚斗
• 通讯作者: 安藤颯花，於保拓高，水谷孝一，海老原格，若槻尚斗

Detection of Whiteflies and Veins on Leaves by Capturing Image under Controlled Lighting

通过在受控照明下捕获图像来检测叶子上的粉虱和叶脉

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotaka Obo;Tadashi Ebihara;Yuka Maeda;Naoto Wakatsuki;Koichi Mizutani
• 通讯作者: Koichi Mizutani

超小型マイクロフォンアレイを用いる微音探査システム～食品加工工程等における微小音の発生源を推定し食の安全に寄与する～

使用超小型麦克风阵列的微声检测系统 - 通过推测食品加工过程等中微声的来源，为食品安全做出贡献。

• 发表时间: 2022
• 作者: 水谷孝一;海老原格;若槻尚斗;前田祐佳;善甫啓一;於保拓高
• 通讯作者: 於保拓高

A Narrow Pitch Matrix-Type MEMS Microphone Array for Acoustic Localization in Near-Field

用于近场声学定位的窄间距矩阵型 MEMS 麦克风阵列

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotaka Obo;Tadashi Ebihara;Yuka Maeda;Naoto Wakatsuki;Koichi Mizutani
• 通讯作者: Koichi Mizutani

マイクロフォンアレイを用いるコナジラミ類発音推定における葉脈の影響

叶脉对麦克风阵列白粉虱发音估计的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Ming Jie;Sun Xiang;Ma Qiansu;Liu Na;Zhang Cheng;Kawazoe Naoki;Chen Guoping;Yang Yingnan;於保拓高，安藤颯花，水谷孝一，海老原格，若槻尚斗，前田祐佳
• 通讯作者: 於保拓高，安藤颯花，水谷孝一，海老原格，若槻尚斗，前田祐佳