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2-2 混合音を聞き分けるセンシング技術 - 奥乃研究室 - 京都大学

2-2 混合音を聞き分けるセンシング技術 - 奥乃研究室 - 京都大学

2-2 混合音を聞き分けるセンシング技術 - 奥乃研究室 -

2-2 2. 人 間 をセンシングする 技 術 混 合 音 を 聞 き 分 けるセンシング 技 術 Sensing Technology for Listening to a Mixture of Sounds 奥 乃 博 中 臺 一 博 水 本 武 志 私 たちが 日 常 耳 にする 音 は 複 数 の 音 や 背 景 雑 音 が 混 じった 混 合 音 である. 実 世 界 で 音 情 報 を 活 用 するためには「 聞 き 分 ける」 機 能 が 不 可 欠 である. 聞 き 分 けるセンサ 技 術 は,インストルメンテーション( 装 置 化 )という 観 点 から 音 を 収 録 す るデバイス(センサ)と 収 録 音 に 対 する 処 理 ソフトウェアから 構 成 される. 本 稿 では, 混 合 音 のセンサ 技 術 の 動 向 を,ロ ボット 聴 覚 とカエルの 合 唱 の 観 測 について 解 説 を 行 う. 混 合 音 を 聞 き 分 けるという 立 場 から, 音 源 定 位 , 音 源 分 離 , 分 離 音 認 識 に 取 り 組 むべきであると 考 え, 音 環 境 理 解 という 研 究 を 過 去 15 年 進 めてきた. 離 れて 聞 くという 技 術 は,ロボッ トでは 不 可 欠 の 技 術 であり,ロボット 聴 覚 に 不 可 欠 な 機 能 を 統 合 的 に 提 供 するソフトウェア HARK を 開 発 し, 公 開 して いる.HARK の 設 計 思 想 から 具 体 的 な 実 装 まで 概 観 し,その 応 用 として, 音 環 境 可 視 化 技 術 と 人 ロボット 共 生 学 への 応 用 について 報 告 する.また,カエルの 合 唱 機 構 を 音 を 聞 き 分 けて 解 析 する 応 用 では,フィールドで 聞 こえる 様 々な 音 のた めに, 音 響 処 理 だけでは 難 しいので, 近 傍 の 音 を 拾 って LED を 光 らせる「カエルホタル」を 開 発 した.カエルホタルを 多 数 並 べて 実 際 の 田 んぼで 観 測 し,カエルの 鳴 き 方 の 観 測 実 験 についても 合 わせて 報 告 する. 以 上 の 報 告 を 通 して, 混 合 音 を 聞 き 分 ける 技 術 が, 今 後 重 要 な 技 術 になることを 提 案 する. キーワード:ロボット 聴 覚 , 音 環 境 理 解 , 音 環 境 可 視 化 , 音 光 変 換 ,カエルの 合 唱 . 混 合 音 の 聞 き 分 けがなぜ 必 要 か 私 たちが 日 常 生 活 で 聞 く 音 は 単 一 音 源 からの 奇 麗 な 音 ではなく, 複 数 の 音 源 から 聞 こえてくる 混 合 音 である. 現 在 までの 多 くの 音 の 応 用 では,このような 混 合 音 では なく, 単 一 音 源 からの 音 が 主 たる 音 であり,それに 少 し だけ 雑 音 の 混 じった 音 まで 取 り 扱 っている. 例 えば,ス マートフォンで 音 声 認 識 API が 提 供 され, 音 声 入 力 を 使 用 した 様 々なアプリが 可 能 になっている.このような アプリは,マイクの 口 元 で 話 すとうまく 音 声 認 識 でき 検 索 に 成 功 するが,マイクロホンが 口 元 から 離 れた 場 合 , 例 えば, 画 面 を 見 ながら 話 す 場 合 にはうまく 認 識 できな い.この 原 因 は 入 力 音 を 単 一 音 声 にあるという 仮 定 がう 奥 乃 博 京 都 大 学 大 学 院 情 報 学 研 究 科 知 能 情 報 学 専 攻 E-mail okuno@i.kyoto-u.ac.jp 中 臺 一 博 ( 株 )ホンダ・リサーチ・インスティチュート・ジャパン E-mail nakadai@jp.honda-ri.com 水 本 武 志 京 都 大 学 大 学 院 情 報 学 研 究 科 知 能 情 報 学 専 攻 E-mail mizumoto@kuis.kyoto-u.ac.jp Hiroshi G. OKUNO, Takeshi MIZUMOTO, Nonmembers (Graduate School of Informatics, Kyoto University, Kyoto-shi, 606-8501 Japan), and Kazuhiro NAKADAI, Nonmember (Honda Research Institute Japan, Co. Ltd., Wako-shi, 351-0188 Japan). 電 子 情 報 通 信 学 会 誌 Vol.95 No.5 pp.401-404 2012 年 5 月 © 電 子 情 報 通 信 学 会 2012 まく 機 能 していないからである.つまり, 様 々な 応 用 に 音 声 入 力 を 活 用 するためには, 入 力 として 混 合 音 を 想 定 し, 音 を 聞 き 分 けるという 処 理 を 組 み 込 む 必 要 がある. 本 稿 では, 音 を 聞 き 分 けるセンサとして 我 々がこれま でに 開 発 してきたロボット 聴 覚 ソフトウェア HARK と,カエルの 合 唱 機 構 の 解 明 のために 開 発 してきた 音 光 変 換 器 カエルホタルについて 紹 介 する. 混 合 音 を 聞 き 分 けるセンシング 技 術 は,インストルメンテーション( 装 置 化 )という 視 点 から, 収 録 するデバイス(センサ)と 収 録 音 に 対 する 処 理 ソフトウェアが 重 要 である. .ロボット 聴 覚 ソフトウェアHARK ロボットのボディに 装 着 したマイクロホンで 混 合 音 を 聞 き 分 ける「ロボット 聴 覚 」 技 術 は,ロボットを 実 世 界 に 配 備 する 上 での 喫 緊 の 課 題 である (1) .ロボット 聴 覚 に おける 装 置 化 では,マイクロホン 配 置 とマルチチャネル A-D 装 置 がデバイスの 主 たる 課 題 であり, 一 方 , 様 々 な 状 況 に 対 応 できるように 多 数 のモジュールから 構 築 さ れたツールキットとして 提 供 することが 処 理 ソフトウェ アでの 主 たる 課 題 である. 人 間 を 理 解 するための ICT 技 術 特 集 2-2 混 合 音 を 聞 き 分 けるセンシング 技 術 401

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