東京電機大学情報環境学部出展部門：ICT/クロスメディア部門ホール 5、小間番号 5602 世界初の没入型聴覚ディスプレイ装置「音響樽」を開発 ― 音場を「あるがまま」に収録し再現できる新世代３D オーディオの登場 ― Inter BEE 2015 2015 年 11 月 18 日～20 日東京電機大学伊勢史郎教授を中心に九州大学尾本章教授、明治大学上野佳奈子准教授、情報通信研究機構（NICT）榎本成悟研究員の共同研究グループから成る JST CREST（注）の聴空間共有プロジェクト研究チームは、音の三次元波面を厳密に再現することにより３D 空間への没入感（まるでその空間にいるような感覚）が得られる没入型聴覚ディスプレイ装置の開発に世界で初めて成功しました。３D 空間への没入感が得られる装置は、映像に関しては CAVE や CAVIN などの没入型ディスプレイ装置、HMD などの３D ディスプレイ技術が知られていますが、音響に関してはこれまで実現されていません。新しい音場制御理論（境界音場制御の原理）に基づくことにより、世界で初めてピュアな３D 音場を実現しました。従来のサラウンドシステムの技術では、オーディオエンジニアが収録した音響信号を操作することにより空間的な味付けをしてコンテンツを創作しますが、本技術は空間情報を含めた音場を 80 個のマイクロホンにより収録し、音の三次元波面を「あるがまま」に再現するため、まさに｢その場にいる｣感覚が得られる３D 音場再生システムを実現することができます。特に、話者の動きがわかるような繊細な音場の再現は会話における相手の存在感を強め、耳元でささやく声や音源が頭の上を越えたり、近づいたりするような立体感は今回の技術によって初めて実現されます。収録用マイクロホンシステム（写真１、フラーレンマイクロホン）は C80 フラーレン構造のフレームに 80 個の無指向性マイクロホンを取り付けたものです。また音場再生室（音響樽）は断面が九角形となる樽形状の室内壁面に 96 個のフルレンジスピーカを取り付けたものです（写真２）。境界音場制御の原理に従い、フラーレンマイクロホンにより計測したある空間領域を取り囲む境界面上の音圧信号に、音響樽内の逆システムを畳み込むことにより再生信号を計算し、音響樽内のスピーカから出力することにより、その空間領域内の音の 3 次元波面を高い精度で再生します。本技術の実現のために 96ch 小型フルディジタルアンプを開発し、音響樽内床下に収納しました。それにより光ケーブル 2 本を音響樽に接続するだけで、96ch 音響信号による３D 音場再生が可能となります。写真１：フラーレンマイクロホン写真２：没入型聴覚ディスプレイ音響樽応用分野コンサートホール、教会の音環境をバーチャルに実現音響樽内で楽器を演奏することが可能であり、コンサートホールや教会等の響きを再現することにより、リアルな音場体験が可能となります。国内外の様々なコンサートホールでリハーサル練習をしたり、ステージ上での自分の演奏を客席の位置で聴きながら確認したり、また複数の音響樽をインターネットで接続することにより、遠隔環境において演奏家がコンサートホールでアンサンブル演奏を行うのと同じ感覚で演奏したり、実空間ではできない多様な演奏空間を創造することができます。高級オーディオルームやハイレベル音楽スタジオをバーチャルに実現好きな CD を超高級オーディオルームで聴くための音環境、22.2ch サラウンドシステムのような高精細ステレオ収録のミキシング作業を行うためのハイレベルな音楽スタジオをバーチャルに実現することができます。大規模で高額な音響設備がなくても、良質な音響空間を自宅や会社に創ることが可能となります。癒し空間、リアル音声サービス自然環境から離れて生活する都市生活者が、自然の音に囲まれて過ごすことができる癒しの空間を提供することができます。また、まさにそこにいるような感覚を相手に与えながら音声メッセージを送り届けるサービスを実現することができます。３D 音楽コンテンツの創造３D オーディオ専用の音楽コンテンツを制作することにより、新しい音楽産業の流れを創り出すことができます。大学ベンチャー設立に向けて上記はいずれも未開拓の応用分野ですが、３D 音場の創造は音響学の長い歴史の中で夢の技術であり、その可能性は際限なく広がります。しかし、音は目に見えないため、その素晴らしさが伝わりにくいこと、前例のない応用分野への投資が（特に日本国内では）難しいことなどから、３D 音響装置の産業化は一向に進んでいません。そこで、我々の研究チームは大学ベンチャーの設立を視野に入れて研究開発を進めています。（注）本研究成果は国立研究開発法人科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（略称 JST CREST）の研究領域：共生社会に向けた人間調和型情報技術の構築研究期間：2010.10ー2016.3 課題：音楽を用いた創造・交流活動を支援する聴空間共有システムの開発研究代表者：伊勢史郎チーム構成システムグループ：東京電機大学伊勢史郎教授データベースグループ：九州大学尾本章教授心理評価グループ：明治大学上野佳奈子准教授物理評価グループ：情報通信研究機構（NICT）榎本成悟研究員により開発したものです。