Development of novel audio-interfaces using the distantly-presented bone-conducted ultrasound

使用远程骨导超声开发新型音频接口

• 批准号: 20H04497
• 负责人: 中川 誠司
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04497/
• 关键词: 骨伝導; 遠位呈示; オーディオ・インターフェース; 知覚特性; 伝搬特性; 超音波; 耳栓効果; オーディオ・デバイス; 骨導超音波; 弁別特性; 計算機シミュレーション; 補聴器; 音声知覚特性

骨導（骨伝導）で呈示された超音波であれば，聴覚健常者はもとより，最重度難聴者にも知覚される．また，骨導超音波は頭部以外の頸部，体幹，上肢といった“遠位”に呈示した場合も知覚可能である．遠位呈示骨導超音波による聞こえを呈示部位や刺激の音響特徴量，およびチャネル数を変えながら検討し，音声明瞭度や音響情報の可搬性，および音質の向上に有用な知見を得る．また，呈示部位ごとの体内伝搬過程を詳細に検証したうえで，構成や実装形態が最適化された補聴器やオーディオ・デバイスを開発する．2021年度は以下のような研究に取り組んだ．(1)顔面および頭皮上の各部に呈示された骨伝導音の伝搬特性を調べた．その結果，オトガイ隆起を除く顔面部位，後頭部，頭頂部，前額部では従来部位である乳様突起に遜色のない外耳道内音圧が生じることが確認された．(2)顔面および頭皮上の各部に呈示された骨伝導音の音声知覚特性を調べた．頬骨，乳様突起，顆状突起，下顎骨，前額部では比較的良好な単音節明瞭度が得られることが明らかになった．(3)耳栓装用下の骨伝導音聴取時には，低周波域のラウドネスが上昇する“耳栓効果”が生じ，オーディオ・デバイスの音質改善に利用可能と目される．頭部・顔面各部に呈示した場合に生じる耳栓効果を評価した，その結果，鼻骨，眼窩下部，下顎角では従来部位である乳様突起に匹敵する耳栓効果が得られることがわかった．(4)体幹，頭皮，顔面に骨伝導振動子を装用・固定する方法を考案した．特許申請を準備中である．

具有骨传导（骨传导）呈现的超声波不仅可以通过健康的听力人来感知，而且还可以通过严重的听力损失来感知。另外，当在头部以外的颈部，躯干和上肢的“远端”部分出现时，骨传导超声也可以察觉到。我们通过改变演示位点，刺激的声学特征以及通道的数量来检查由远端骨传导超声引起的听力，并在提高声音清晰度，声学信息的便携性和声音质量方面获得了有用的知识。此外，在对每个介绍的站点的体内传播过程进行了详细检查之后，我们将开发具有优化配置和实现的助听器和音频设备。在2021年，我们从事以下研究：（1）我们研究了面部和头皮上呈现骨传导声的传播特征。结果，已经证实，外耳管中的声压与常规的乳突过程相当，除了凸起的生殖器突起，面部，枕骨，顶叶和额头。 （2）我们研究了脸部和头皮上呈现的骨传导声音的声音感知特征。已经发现，可以在合子，乳突，contyle工艺，下颌骨和额头中获得相对较高的单音节能力。 （3）在耳塞下听骨传导的声音时，会发生“耳塞效果”，这会增加低频范围的响度，并且被认为对提高音频设备的声音质量很有用。我们评估了当呈现在头部和脸部每个部分时发生的耳塞的效果，结果发现耳塞效应与鼻骨，胸骨骨和下颌骨角度相当，这是常规位点的乳突过程。 （4）我们设计了一种将骨骼传导振荡器佩戴和固定到躯干，头皮和脸部的方法。正在进行专利申请。

项目成果

Perception and Propagation Characteristics of Bone-Conducted Stimuli Presented to the Human Facial Cranium

人类面颅骨传导刺激的感知和传播特征

• DOI: 10.1109/embc48229.2022.9872017
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc
• 作者: Uemura K;Otsuka S;Nakagawa S
• 通讯作者: Nakagawa S

Evaluation of Bone-Conducted Cross-Talk Sound in the Head for Biometric Identification

• DOI: 10.1145/3489088.3489119
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: Proceedings of the 2021 International Conference on Computer, Control, Informatics and Its Applications
• 作者: Irwansyah;Sho Otsuka;S. Nakagawa

頭皮上で検出される骨伝導音声の調音素性情報伝達特性

在头皮上检测到的骨传导语音的发音特征

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本音響学会2022年秋季研究発表会講演論文集
• 作者: 金田蓮;安部隆;寒川雅之;南里聡志，大塚翔，中川誠司
• 通讯作者: 南里聡志，大塚翔，中川誠司

An Inexpensive 3D-Printed Bell Stethoscope Connected to a Smartphone for Low-Resource Settings

连接到智能手机以实现低资源设置的廉价 3D 打印贝尔听诊器

• 发表时间: 2023
• 期刊: 日本音響学会2023年春季研究発表会講演論文集
• 作者: Irwansyah;Otsuka S;Nakagawa S
• 通讯作者: Nakagawa S

注意に伴うオリーブ蝸牛束反射の変動の個人差と皮質活動との関係

橄榄耳蜗束反射注意相关波动的个体差异与皮质活动之间的关系

• 发表时间: 2023
• 期刊: 日本音響学会2023年春季研究発表会講演論文集
• 作者: Kotaro Kamitani;Masanori Sawamura;Hodaka Yamakado;Masayuki Sohgawa,Minoru Noda;鈴木麻里子，石坂勇毅，大塚翔，中川誠司
• 通讯作者: 鈴木麻里子，石坂勇毅，大塚翔，中川誠司