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J-GLOBAL ID：201702248607181114   整理番号：17A0040917

自立FPGAベースのプラットフォーム上でのコンパクトな音響位置決め装置の設計

Design of a Compact Sound Localization Device on a Stand-Alone FPGA-Based Platform

著者 (4件)： KUGLER Mauricio (Department of Computer Science & Engineering, Nagoya Institute of Technology) ,  TOSSAVAINEN Teemu (Department of Computer Science and Engineering, School of Science, Aalto University) ,  KUROYANAGI Susumu (Department of Computer Science & Engineering, Nagoya Institute of Technology) ,  IWATA Akira (Department of Computer Science & Engineering, Nagoya Institute of Technology)
資料名： IEICE Transactions on Information and Systems (Web)  (IEICE Transactions on Information and Systems (Web))
巻： E99.D  号： 11  ページ： 2682-2693(J-STAGE)  発行年： 2016年 
JST資料番号： U0469A  ISSN： 1745-1361  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 音響位置決めシステムは広く研究されており,補聴器,監視およびロボッティックスを含むいくつかの潜在的な用途がある。しかしながら,ほんの僅かな提案ソリューションしか,小型の目立たないプラットフォームを必要とするウェアラブル装置,あるいは重量と低消費電力が重要な側面である無人航空機のようなポータブルシステムをターゲットとしていない。本研究の主目的は,大型プラットフォームや複雑なマイクロホンアレイに頼ることなく,小型の独立型デバイスにおいてリアルタイムの音響位置決め機能を実現することである。提案した装置は,わずか20mm離れた2つの表面実装マイクロホンを有する。そのような縮小した寸法は,レベルおよびスペクトルにおける差異が無視できるようになり,到着時間差(TDoA)のみを位置決めキューとして使用し得るため,実施に対する課題を提示した。これらの目的を達成するためには,3つの主な問題を解決に取り組まなければならない。リアルタイム処理を実現するために,ハードウェアに優しいJeffersモデルに適用したゼロ交差スパイクを使用してTDoAを計算した。小さな寸法による分解能の低下を補うために,信号をシステム内で数倍にアップサンプルした。最後に,適切なTDoA情報を有する周波数成分のみを選択するために,コヒーレンスベースのスペクトルマスキングを使用した。提案したシステムを,再構成可能なハードウェアデバイスにおいて効率的に並列化され得る多数の同時および独立タスクのために,フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)ベースのプラットフォーム上に実装した。ホワイトノイズと環境音を用いた実験結果は,無響条件と残響条件の両方に対して高い精度を示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *FPGA ,  計算機システム ,  *音響 ,  *位置決め ,  装置 ,  入出力装置 ,  無人機 ,  携帯型 ,  表面実装 ,  マイクロホン ,  零交差 ,  分解能 ,  成分 ,  プラットフォーム【計算機】 ,  周波数成分 ,  ウェアラブルデバイス
準シソーラス用語： ウェアラブル装置 ,  *フィールドプログラマブルゲートアレイ ,  ポータブル ,  無人航空機

著者キーワード (5件)： sound localization ,  time difference of arrival ,  compact device ,  real-time ,  field-programmable gate arrays

分類 (2件)： 長さ,面積,断面,体積,容積,角度の計測法・機器  (AD05020O) ,  その他の音響応用  (BB03100I)

引用文献 (47件)：

• [1] H.G. Okuno, K. Nakadai, K.I. Hidai, H. Mizoguchi, and H. Kitano, “Human-robot interaction through real-time auditory and visual multiple-talker tracking,” Proceedings of the 2001 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Maui, pp.1402-1409, 2001.
• [2] S.-W. Kim, J.-Y. Lee, D. Kim, B.-J. You, and N.L. Doh, “Human localization based on the fusion of vision and sound system,” Proceedings of the 8th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence, Incheon, pp.495-498, Nov. 2011.
• [3] I. Toshima and S. Aoki, “The effect of head movement on sound localization in an acoustical telepresence robot: Telehead,” Proceedings of the 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Beijing, pp.872-877, Oct. 2006.
• [4] G.U. Mandewalkar, S.S. Kulkarni, S. Veena, and H. Lokesha, “Real time acoustic source localization of emergency signals,” Proceedings of the International Conference on Advances in Electronics, Computers and Communications, Bangalore, pp.1-6, Oct. 2014.
• [5] W.-C. Wu, C.-H. Hsieh, H.-C. Huang, and O.T.-C. Chen, “Hearing aid system with 3D sound localization,” Proceedings of the 2007 IEEE Region 10 Conference, pp.1-4, Oct. 2007.

タイトルに関連する用語 (6件)： 自立 ,  FPGA ,  プラットフォーム ,  音響 ,  位置決め装置 ,  設計