Realization of Audio Guide System with High Articulation Using Super-directivity

利用超指向性实现高清晰度语音导览系统

基本信息

批准号：
19310105
负责人：
KAMAKURA Tomoo
金额：
$ 6.99万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では, 必要な音声情報を必要な場所にだけ的確に伝える高明瞭度音響案内・誘導システムの実現を目指した。ここでは, 超音波を音声信号で変調して空間内に送波し, 超音波の自己復調現象を利用して音声を空間内に再生する,超指向性音響システムの開発を行った。いままでの研究成果を踏まえて, 本研究期間では, 特に超音波の音圧レベルの低減化を目指し, 超音波エミッタの適切な駆動方式を検討した。すなわち, 本システムは強力な超音波を使用するために, これが聴取者の聴覚器官に何らかの悪影響を及ぼすことが危惧される。従って,超指向性音響システムを有効に利用するためには, 可聴音の音圧レベルは下げず, また超指向性という特長を生かしたまま, できる限り超音波の音圧レベルを下げる必要がある。この目的のために, ここでは超音波エミッタを偶数個の開口に分割して,それぞれの開口のエミッタを互いに逆位相を駆動し,空間内で超音波を打ち消し合う, 空間位相反転方式を提案し, 超音波の音圧の低減化を図った。開口の数にも依るが, 2個の開口に分割したとき,従来の駆動方式に比べて, 音軸上でおよそ10~20dBの超音波の音圧レベルの低減化が実現された。これと同時に, 従来から問題になっていた, 再生可聴音の高調波歪みも10dB以上低減できた。この歪み低減は音声明瞭度に直接関わり, 高明瞭度な超指向性音響システムの実現に大きな前進となった。

在这项研究中，我们的目标是实现一种高清晰度的声学引导/引导系统，仅将必要的音频信息准确地传达到必要的地方。在这里，我们开发了一种超定向声学系统，用音频信号调制超声波，将其传输到空间中，利用超声波的自解调现象在空间中再现音频。基于迄今为止的研究成果，在本研究期间，我们研究了超声波发射器的适当驱动方法，其特定目的是降低超声波的声压级。换句话说，由于该系统使用强大的超声波，因此担心这可能对收听者的听觉器官产生一些不利影响。因此，为了有效地利用超指向性声音系统，需要在不降低可听声音的声压级的情况下，尽可能地降低超声波的声压级，同时保持超指向性的特征。为此，我们提出了一种空间相位反转方法，其中将超声波发射器分为偶数个孔径，每个孔径的发射器以相反相位驱动，超声波在空间中相互抵消。以降低超声波的声压。虽然取决于孔径的数量，但当孔径分为两个孔径时，与传统驱动系统相比，超声波的声压级在声轴上可降低约10至20dB。同时，过去一直是个问题的再现可听声音的谐波失真也减少了 10 dB 以上。这种失真的减少与语音清晰度直接相关，并且是实现高度清晰度的超定向声音系统的重要一步。