JP2003270034A - 音情報解析方法、装置、プログラム、および記録媒体 - Google Patents
音情報解析方法、装置、プログラム、および記録媒体Info
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- JP2003270034A JP2003270034A JP2002072368A JP2002072368A JP2003270034A JP 2003270034 A JP2003270034 A JP 2003270034A JP 2002072368 A JP2002072368 A JP 2002072368A JP 2002072368 A JP2002072368 A JP 2002072368A JP 2003270034 A JP2003270034 A JP 2003270034A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一種類の音が複数個存在する場合でも、ど
の音源から発生した音かを判別する。 【解決手段】 音源位置推定部１２は、任意に配置され
た複数のマイクロホン１１1〜１１Mにより収音された信
号を用いて音源の位置を推定する。指向性形成部１３は
その推定された音源位置に対して感度が高くなり、それ
以外の位置に対して感度が低くなるような指向性を形成
して、音源から発生される音を低雑音で収音する。音種
推定部１４は指向性形成部１３からの出力の音信号がど
のような音であるかを推定する。時刻・音種・音源位置
記憶部１５はこの音種推定結果と音源位置推定結果を音
の発生時刻とともに記憶する。音種空間分布作成部１６
は、時刻・音源位置・音種記憶部１５に記憶された音源
位置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音
種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成す
る。
の音源から発生した音かを判別する。 【解決手段】 音源位置推定部１２は、任意に配置され
た複数のマイクロホン１１1〜１１Mにより収音された信
号を用いて音源の位置を推定する。指向性形成部１３は
その推定された音源位置に対して感度が高くなり、それ
以外の位置に対して感度が低くなるような指向性を形成
して、音源から発生される音を低雑音で収音する。音種
推定部１４は指向性形成部１３からの出力の音信号がど
のような音であるかを推定する。時刻・音種・音源位置
記憶部１５はこの音種推定結果と音源位置推定結果を音
の発生時刻とともに記憶する。音種空間分布作成部１６
は、時刻・音源位置・音種記憶部１５に記憶された音源
位置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音
種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音情報解析方法およ
び装置に関する。
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の音情報解析方法では、１チャンネ
ルで収音した信号から、周波数スペクトルやケプストラ
ムを求め、その特徴から音の種類を判別していた。
ルで収音した信号から、周波数スペクトルやケプストラ
ムを求め、その特徴から音の種類を判別していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この方法では、周波数
スペクトルやケプストラムにおいて異なった特徴を持た
なければ音を区別することができないため、同一種類の
音が複数個存在する場合に、どの音源から発生した音か
を判別できないという問題がある。例えば、複数の人が
参加している会議の様子を解析しようとした場合、発言
者を識別することができないため、誰が発言しているか
という重要な情報を得ることができない。
スペクトルやケプストラムにおいて異なった特徴を持た
なければ音を区別することができないため、同一種類の
音が複数個存在する場合に、どの音源から発生した音か
を判別できないという問題がある。例えば、複数の人が
参加している会議の様子を解析しようとした場合、発言
者を識別することができないため、誰が発言しているか
という重要な情報を得ることができない。
【０００４】本発明の目的は、同一種類の音が複数個存
在する場合でも、どの音源から発生した音かを判別する
ことができる音情報解析方法および装置を提供すること
である。
在する場合でも、どの音源から発生した音かを判別する
ことができる音情報解析方法および装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の音情報解析装置
は音源位置推定手段と指向性形成手段と音種推定手段と
時刻・音源位置・音種記憶手段と音種空間分布作成手段
を有する。
は音源位置推定手段と指向性形成手段と音種推定手段と
時刻・音源位置・音種記憶手段と音種空間分布作成手段
を有する。
【０００６】音源位置推定手段は、任意に配置された複
数の収音手段の各々で収音された収音信号から音源位置
を推定する。指向性形成手段は、前記収音信号を信号処
理して、前記推定音源位置に対して感度が高くなるよう
に、指向性を形成する。音種推定手段は、指向性形成手
段の出力信号から音の種類を推定する。時刻・音源位置
・音種記憶手段は、前記推定音源位置と前記推定音種と
を時刻とともに記憶する。音種空間分布作成手段は、時
刻・音源位置・音種記憶手段で記憶された音源位置、音
種から、各位置に対する音源の検出回数を、音種ごとに
累積し、音種の検出回数の空間分布を作成する。
数の収音手段の各々で収音された収音信号から音源位置
を推定する。指向性形成手段は、前記収音信号を信号処
理して、前記推定音源位置に対して感度が高くなるよう
に、指向性を形成する。音種推定手段は、指向性形成手
段の出力信号から音の種類を推定する。時刻・音源位置
・音種記憶手段は、前記推定音源位置と前記推定音種と
を時刻とともに記憶する。音種空間分布作成手段は、時
刻・音源位置・音種記憶手段で記憶された音源位置、音
種から、各位置に対する音源の検出回数を、音種ごとに
累積し、音種の検出回数の空間分布を作成する。
【０００７】複数の収音手段を用いて、音源位置を推定
することと、周波数スペクトルやケプストラムといった
音響的な特徴による音の種類の識別を組み合わせること
で、同一種類の音が複数個存在する場合でも、どの音源
から発生した音かを判別することができる。
することと、周波数スペクトルやケプストラムといった
音響的な特徴による音の種類の識別を組み合わせること
で、同一種類の音が複数個存在する場合でも、どの音源
から発生した音かを判別することができる。
【０００８】本発明の実施態様では、音情報解析装置
は、音種の検出回数の空間分布から、それぞれの音種に
ついて、検出の集中している範囲を１つまたは複数個設
定して、それぞれ同一音源の存在する範囲として識別
し、その範囲内に検出があった時刻を範囲ごとに記録し
て、音源種類ごとの検出の時間分布を作成する音源種類
時間分布作成手段をさらに有する。
は、音種の検出回数の空間分布から、それぞれの音種に
ついて、検出の集中している範囲を１つまたは複数個設
定して、それぞれ同一音源の存在する範囲として識別
し、その範囲内に検出があった時刻を範囲ごとに記録し
て、音源種類ごとの検出の時間分布を作成する音源種類
時間分布作成手段をさらに有する。
【０００９】これにより、同一種類の音が複数個存在す
る場合でも、位置情報を使ってどの音源から発生した音
かを判別することが可能となる。
る場合でも、位置情報を使ってどの音源から発生した音
かを判別することが可能となる。
【００１０】本発明の実施態様では、音情報解析装置
は、指向性形成手段の出力信号を記憶する音信号記憶手
段と、音信号記憶手段で記憶されている信号から、音源
種類時間分布手段で検出された区間を切り出すことで、
同一音源から発生した音の区間のみを出力する音信号切
り出し手段をさらに有する。
は、指向性形成手段の出力信号を記憶する音信号記憶手
段と、音信号記憶手段で記憶されている信号から、音源
種類時間分布手段で検出された区間を切り出すことで、
同一音源から発生した音の区間のみを出力する音信号切
り出し手段をさらに有する。
【００１１】これにより、指定した時刻または指定した
音源から発せられた音のみを出力することができ、長時
間ある音データから必要な部分のみを選んで聞くことが
可能となる。
音源から発せられた音のみを出力することができ、長時
間ある音データから必要な部分のみを選んで聞くことが
可能となる。
【００１２】本発明の実施態様では、音情報解析装置
は、撮像手段で撮像された映像を記憶する映像記憶手段
と、映像記憶手段で記憶されている映像から、音源種類
時間分布手段で検出された区間を切り出すことで、同一
音源から発生した音の区間のみの映像を出力する映像切
り出し手段をさらに有する。
は、撮像手段で撮像された映像を記憶する映像記憶手段
と、映像記憶手段で記憶されている映像から、音源種類
時間分布手段で検出された区間を切り出すことで、同一
音源から発生した音の区間のみの映像を出力する映像切
り出し手段をさらに有する。
【００１３】これにより、指定した音源から発せられた
区間の映像のみを出力することができ、長時間ある映像
から必要な部分のみを選んで見ることが可能となる。
区間の映像のみを出力することができ、長時間ある映像
から必要な部分のみを選んで見ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施形態の音情報解
析装置のブロック図である。
析装置のブロック図である。
【００１６】本実施形態の音情報解析装置は、マイクロ
ホン１１1〜１１Mと、音源位置推定部１２と、指向性形
成部１３と、音種推定部１４と、時刻・音種・音源位置
記憶部１５と、音種空間分布作成部１６と、音源種類時
間分布作成部１７とにより構成される。
ホン１１1〜１１Mと、音源位置推定部１２と、指向性形
成部１３と、音種推定部１４と、時刻・音種・音源位置
記憶部１５と、音種空間分布作成部１６と、音源種類時
間分布作成部１７とにより構成される。
【００１７】音源位置推定部１２は、任意に配置された
複数のマイクロホン１１1〜１１Mにより収音された信号
を用いて音源の位置を推定する。指向性形成部１３はそ
の推定された音源位置に対して感度が高くなり、それ以
外の位置に対して感度が低くなるような指向性を形成し
て、音源から発生される音を低雑音で収音する。音種推
定部１４は指向性形成部１３からの出力の音信号がどの
ような音であるか（例えば、音声、機器騒音、拍手、机
をたたく音など）を推定する。時刻・音種・音源位置記
憶部１５はこの音種推定結果と音源位置推定結果を音の
発生時刻とともに記憶する。音種空間分布作成部１６
は、時刻・音源位置・音種記憶部１５に記憶された音源
位置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音
種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成す
る。音源種類時間分布作成部１７は、この音種の検出回
数の空間分布から、それぞれの音種について、検出の集
中している範囲を１つまたは複数個決定して、それぞれ
を同一音源の存在する範囲として識別し、この範囲内に
検出があった時刻を範囲ごとに記録して、音源種類ごと
の検出の時間分布を作成する。
複数のマイクロホン１１1〜１１Mにより収音された信号
を用いて音源の位置を推定する。指向性形成部１３はそ
の推定された音源位置に対して感度が高くなり、それ以
外の位置に対して感度が低くなるような指向性を形成し
て、音源から発生される音を低雑音で収音する。音種推
定部１４は指向性形成部１３からの出力の音信号がどの
ような音であるか（例えば、音声、機器騒音、拍手、机
をたたく音など）を推定する。時刻・音種・音源位置記
憶部１５はこの音種推定結果と音源位置推定結果を音の
発生時刻とともに記憶する。音種空間分布作成部１６
は、時刻・音源位置・音種記憶部１５に記憶された音源
位置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音
種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成す
る。音源種類時間分布作成部１７は、この音種の検出回
数の空間分布から、それぞれの音種について、検出の集
中している範囲を１つまたは複数個決定して、それぞれ
を同一音源の存在する範囲として識別し、この範囲内に
検出があった時刻を範囲ごとに記録して、音源種類ごと
の検出の時間分布を作成する。
【００１８】図４は音源位置推定部１２の構成例を示し
ている。任意に配置された複数のマイクロホン１１1〜
１１Mの出力に、遅延量di（x, y, z）とゲインgi（x,
y, z）をそれぞれ遅延器４１1〜４１M、ゲイン回路４２
1〜４２Mで与え、加算器４３で加算することにより、走
査位置（x, y, z）に鋭い指向性を形成する。指向性走
査部４６は、遅延量とゲインを変化させることにより、
この指向性を音源が存在可能な範囲で走査する。走査位
置（x, y, z）の場合に、i番目のマイクロホン１１iに
与えられる遅延量di（x, y, z）は、走査位置（x, y,
z）から発せられた音が各遅延器出力において互いに同
位相となるように、走査位置（x, y, z）とi番目のマイ
クロホン位置（xi, yi, zi）と音速cより式（１）およ
び式（２）を用いて求められる。
ている。任意に配置された複数のマイクロホン１１1〜
１１Mの出力に、遅延量di（x, y, z）とゲインgi（x,
y, z）をそれぞれ遅延器４１1〜４１M、ゲイン回路４２
1〜４２Mで与え、加算器４３で加算することにより、走
査位置（x, y, z）に鋭い指向性を形成する。指向性走
査部４６は、遅延量とゲインを変化させることにより、
この指向性を音源が存在可能な範囲で走査する。走査位
置（x, y, z）の場合に、i番目のマイクロホン１１iに
与えられる遅延量di（x, y, z）は、走査位置（x, y,
z）から発せられた音が各遅延器出力において互いに同
位相となるように、走査位置（x, y, z）とi番目のマイ
クロホン位置（xi, yi, zi）と音速cより式（１）およ
び式（２）を用いて求められる。
【００１９】
【数１】
【００２０】ただし、Dは固定遅延量であり、信号を進
ませることができないという因果性を満足させるため
に、遅延量di（x, y, z）が必ず正となるように与えら
れる定数であり、ri（x, y, z）は走査位置（x, y, z）
とi番目のマイクロホン位置（xi,yi, zi）間の距離であ
る。
ませることができないという因果性を満足させるため
に、遅延量di（x, y, z）が必ず正となるように与えら
れる定数であり、ri（x, y, z）は走査位置（x, y, z）
とi番目のマイクロホン位置（xi,yi, zi）間の距離であ
る。
【００２１】また、走査位置（x, y, z）の場合に、i番
目のマイクロホン１１iに与えられるゲインgi（x, y,
z）は、信号対雑音比が最大となり、各走査位置から加
算器４３までのゲインが一定となるように、式（３）で
与えられる。
目のマイクロホン１１iに与えられるゲインgi（x, y,
z）は、信号対雑音比が最大となり、各走査位置から加
算器４３までのゲインが一定となるように、式（３）で
与えられる。
【００２２】
【数２】
【００２３】ただし、Vは部屋の体積（m3）であり、TR
は残響時間（s）である。
は残響時間（s）である。
【００２４】走査位置（x, y, z）に対し得られる加算
器４３の出力y（x, y, z）は、各マイクロホンで受音さ
れた信号xi（ｔ）に遅延量di（x, y, z）とゲインg
i（x, y,z）を与え、加算した信号であり、式（４）で
表される。
器４３の出力y（x, y, z）は、各マイクロホンで受音さ
れた信号xi（ｔ）に遅延量di（x, y, z）とゲインg
i（x, y,z）を与え、加算した信号であり、式（４）で
表される。
【００２５】
【数３】
【００２６】ただし、xi（t）はi番目マイクロホンで受
音された信号であり、tは時刻である。
音された信号であり、tは時刻である。
【００２７】次に、パワー計算部４４は指向性走査部４
６の出力信号y（t, x, y, z）の短時間平均パワーを走
査位置ごとに計算する。走査位置ごとに計算されたパワ
ーP（x, y, z）（パワー分布）は式（５）で表される。
６の出力信号y（t, x, y, z）の短時間平均パワーを走
査位置ごとに計算する。走査位置ごとに計算されたパワ
ーP（x, y, z）（パワー分布）は式（５）で表される。
【００２８】
【数４】
【００２９】ただし、Tは、短時間平均パワーを求める
ための平均時間であり、０.１〜１s程度の値である。
ための平均時間であり、０.１〜１s程度の値である。
【００３０】式（５）のパワー分布は、走査位置に鋭い
指向性を向けた場合に収音された音のパワーであるの
で、その位置にある音源のパワーの推定値となってい
る。すなわち、パワー分布のうち、大きいパワーを有す
る位置には音源があり、最大パワー位置検出部４５によ
り、大きいパワーの位置を検出することにより音源位置
の推定が可能となる。
指向性を向けた場合に収音された音のパワーであるの
で、その位置にある音源のパワーの推定値となってい
る。すなわち、パワー分布のうち、大きいパワーを有す
る位置には音源があり、最大パワー位置検出部４５によ
り、大きいパワーの位置を検出することにより音源位置
の推定が可能となる。
【００３１】図５は、指向性形成部１３の構成例を示し
ている。指向性形成部１３は、各マイクロホン１１1〜
１１Mで収音された信号を、各遅延器５１1〜５１Mによ
り遅延させ、フィルタ５２1〜５２Mによりフィルタリン
グしてから、加算器５３により加算することで、音源位
置推定部１２で推定された音源位置に対する感度が高く
なるよう指向性を形成する。遅延量およびフィルタ係数
は、遅延量・フィルタ係数計算部５４で計算される。
ている。指向性形成部１３は、各マイクロホン１１1〜
１１Mで収音された信号を、各遅延器５１1〜５１Mによ
り遅延させ、フィルタ５２1〜５２Mによりフィルタリン
グしてから、加算器５３により加算することで、音源位
置推定部１２で推定された音源位置に対する感度が高く
なるよう指向性を形成する。遅延量およびフィルタ係数
は、遅延量・フィルタ係数計算部５４で計算される。
【００３２】i番目のマイクロホン１１iに与えられる遅
延量di（xt, yt, zt）は、各マイクロホン１１1〜１１M
で観測された信号が互いに同位相となるように、音源位
置（xt, yt, zt）とi番目のマイクロホン位置（xi, yi,
zi）と音速cより、式（６）を用いて求められる。
延量di（xt, yt, zt）は、各マイクロホン１１1〜１１M
で観測された信号が互いに同位相となるように、音源位
置（xt, yt, zt）とi番目のマイクロホン位置（xi, yi,
zi）と音速cより、式（６）を用いて求められる。
【００３３】
【数５】
【００３４】ただし、Dは固定遅延量であり、信号を進
ませることができないという因果性を満足させるため
に、遅延量di（xt, xt, zt）が必ず正となるように与え
られる定数である。
ませることができないという因果性を満足させるため
に、遅延量di（xt, xt, zt）が必ず正となるように与え
られる定数である。
【００３５】フィルタ係数は、音源位置推定部１２によ
り求められた音源位置近傍の感度が高くなるように求め
られ、例えば、特許願２０００―１１８０６９「収音方
法および収音装置」の方法により求めることができる。
まず、目的音源範囲に分布（一様分布、正規分布等）す
る仮想目的音源を仮定し、仮想目的音源から指向性形成
部１３の出力までの直接波成分の応答から目的音信号の
劣化量を求める。次に、マイクロホン間で相関がない雑
音を仮定し、指向性形成部１３の出力における信号対雑
音のパワー比を求める。劣化量が目的音源範囲の感度の
高さの評価基準となり、信号対雑音のパワー比が目的音
源範囲外の感度の低さの評価基準となるので、この２つ
の評価基準のバランスのとれたフィルタを求めることに
より、目的音源近傍の感度を高くし、その他の位置の音
（雑音、反射音）を抑圧するフィルタ係数を求めること
ができる。
り求められた音源位置近傍の感度が高くなるように求め
られ、例えば、特許願２０００―１１８０６９「収音方
法および収音装置」の方法により求めることができる。
まず、目的音源範囲に分布（一様分布、正規分布等）す
る仮想目的音源を仮定し、仮想目的音源から指向性形成
部１３の出力までの直接波成分の応答から目的音信号の
劣化量を求める。次に、マイクロホン間で相関がない雑
音を仮定し、指向性形成部１３の出力における信号対雑
音のパワー比を求める。劣化量が目的音源範囲の感度の
高さの評価基準となり、信号対雑音のパワー比が目的音
源範囲外の感度の低さの評価基準となるので、この２つ
の評価基準のバランスのとれたフィルタを求めることに
より、目的音源近傍の感度を高くし、その他の位置の音
（雑音、反射音）を抑圧するフィルタ係数を求めること
ができる。
【００３６】図６は音種推定部１４の構成例を示してい
る。音種推定部１４は、指向性形成部１３の出力信号を
帯域分割フィルタ６１で帯域分割し、その信号のパワー
を帯域ごとにパワー計算部６２1〜６２Pで求め、判定部
６４でそのパワー比から音の種類を判定する。指向性形
成部１３では、目的音源に対して感度が高くなるよう指
向性が形成されているので、目的音以外の雑音や反射音
が抑圧されており、マイクロホン１本で受音した信号よ
りも音の種類を判別しやすい信号となっている。音の種
類を判定するための条件は音種判定パラメータ６３によ
りあらかじめ設定しておく。例えば、帯域ごとに求めら
れた信号のパワーをQ1（t)〜QP（t)、帯域数P＝３とし
た場合に、式（７）に示す条件を満たしたときに音声と
判定するといった条件であり、周波数スペクトルの特徴
より音種ごとにあらかじめ定数を決めておく。
る。音種推定部１４は、指向性形成部１３の出力信号を
帯域分割フィルタ６１で帯域分割し、その信号のパワー
を帯域ごとにパワー計算部６２1〜６２Pで求め、判定部
６４でそのパワー比から音の種類を判定する。指向性形
成部１３では、目的音源に対して感度が高くなるよう指
向性が形成されているので、目的音以外の雑音や反射音
が抑圧されており、マイクロホン１本で受音した信号よ
りも音の種類を判別しやすい信号となっている。音の種
類を判定するための条件は音種判定パラメータ６３によ
りあらかじめ設定しておく。例えば、帯域ごとに求めら
れた信号のパワーをQ1（t)〜QP（t)、帯域数P＝３とし
た場合に、式（７）に示す条件を満たしたときに音声と
判定するといった条件であり、周波数スペクトルの特徴
より音種ごとにあらかじめ定数を決めておく。
【００３７】
【数６】
【００３８】音の種類は帯域ごとのパワー分布で特定さ
れるため、式（７）は帯域ごとのパワー比P―１個でパ
ワー分布が特定されることを意味する。ここでは、全帯
域にわたるパワーの違いの自由度を認めるため必ずしも
P個でなくともよい。なお、各々パワーの上限と下限が
あるため式（７）で規定する条件は２×（P―１）個と
なる。
れるため、式（７）は帯域ごとのパワー比P―１個でパ
ワー分布が特定されることを意味する。ここでは、全帯
域にわたるパワーの違いの自由度を認めるため必ずしも
P個でなくともよい。なお、各々パワーの上限と下限が
あるため式（７）で規定する条件は２×（P―１）個と
なる。
【００３９】次に、ここまで得られた音源位置と音の種
類を、時刻とともに、時刻・音源位置・音種記憶部１５
に記憶する。音種空間分布作成部１６では、記憶された
音源位置、音の種類から、各位置に対する音源の検出回
数を、音種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を
作成する。例えば、この空間分布は図７に示すようにな
り、それぞれの位置に対し、どのような音の種類が検出
されたかを知ることができる。音源種類時間分布作成部
１７では、音種空間分布作成部１６で得られた音種の検
出回数の空間分布から、それぞれの音種について、検出
の集中している範囲を１つまたは複数個設定して、それ
ぞれを同一音源の存在する範囲として識別する。この範
囲は、例えば図７に示す破線の円のようになる。次に、
この範囲内に検出があった時刻を範囲ごとに記録して、
図８のような、音源種類ごとの検出の時間分布を作成す
る。これにより、同一種類の音が複数個存在する場合で
も、位置情報を使ってどの音源から発生した音かを判別
することが可能となる。
類を、時刻とともに、時刻・音源位置・音種記憶部１５
に記憶する。音種空間分布作成部１６では、記憶された
音源位置、音の種類から、各位置に対する音源の検出回
数を、音種ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を
作成する。例えば、この空間分布は図７に示すようにな
り、それぞれの位置に対し、どのような音の種類が検出
されたかを知ることができる。音源種類時間分布作成部
１７では、音種空間分布作成部１６で得られた音種の検
出回数の空間分布から、それぞれの音種について、検出
の集中している範囲を１つまたは複数個設定して、それ
ぞれを同一音源の存在する範囲として識別する。この範
囲は、例えば図７に示す破線の円のようになる。次に、
この範囲内に検出があった時刻を範囲ごとに記録して、
図８のような、音源種類ごとの検出の時間分布を作成す
る。これにより、同一種類の音が複数個存在する場合で
も、位置情報を使ってどの音源から発生した音かを判別
することが可能となる。
【００４０】以上のように、複数の収音手段を用いて、
音源位置を推定することと、周波数スペクトルなどの音
響的な特徴による音の種類の識別を組み合わせること
で、同一種類の音が複数個存在する場合でも、どの音源
から発生した音かを判別することができる。
音源位置を推定することと、周波数スペクトルなどの音
響的な特徴による音の種類の識別を組み合わせること
で、同一種類の音が複数個存在する場合でも、どの音源
から発生した音かを判別することができる。
【００４１】図２は本発明の第２の実施形態の音情報解
析装置のブロック図である。
析装置のブロック図である。
【００４２】本実施形態の音情報解析装置は、第１の実
施形態に、音信号記憶部２１と音信号切り出し部２２が
追加された構成である。
施形態に、音信号記憶部２１と音信号切り出し部２２が
追加された構成である。
【００４３】音信号記憶部２１は、指向性形成部１３の
出力信号を記憶する。操作者は、音種空間分布作成部１
６で作成された音種空間分布（図７）と、音源種類時間
分布作成部１７で作成された音源種類時間分布（図８）
より、取り出したい音の時刻または音源種類を指定す
る。音信号切り出し部２２は、指定された時刻の音信
号、または音源種類時間分布作成部１７で作成された音
源種類時間分布をもとに、指定された音源が検出された
区間の音信号だけを音信号記憶部２１から切り出し、出
力する。
出力信号を記憶する。操作者は、音種空間分布作成部１
６で作成された音種空間分布（図７）と、音源種類時間
分布作成部１７で作成された音源種類時間分布（図８）
より、取り出したい音の時刻または音源種類を指定す
る。音信号切り出し部２２は、指定された時刻の音信
号、または音源種類時間分布作成部１７で作成された音
源種類時間分布をもとに、指定された音源が検出された
区間の音信号だけを音信号記憶部２１から切り出し、出
力する。
【００４４】これにより、指定した時刻または指定した
音源から発せられた音のみを出力することができ、長時
間ある音データから、要な部分のみを選んで聞くことが
可能となる。
音源から発せられた音のみを出力することができ、長時
間ある音データから、要な部分のみを選んで聞くことが
可能となる。
【００４５】例えば、会議の様子を本発明により解析記
録しておけば、特定の人の発言だけを取り出すことや、
会議室全体の流れを音源種類時間分布から判断し、必要
な部分を取り出して聞くことができる。また、手術室の
音を本発明により解析記録しておけば、どのような時刻
にどのような医療行為が行われたかを知ることや、特定
の医師の発言を取り出したりすることが可能となる。
録しておけば、特定の人の発言だけを取り出すことや、
会議室全体の流れを音源種類時間分布から判断し、必要
な部分を取り出して聞くことができる。また、手術室の
音を本発明により解析記録しておけば、どのような時刻
にどのような医療行為が行われたかを知ることや、特定
の医師の発言を取り出したりすることが可能となる。
【００４６】図２のその他の部分については、第１の実
施形態と同じであるので説明を省略する。
施形態と同じであるので説明を省略する。
【００４７】図３は本発明の第３の実施形態の音情報解
析装置のブロック図である。
析装置のブロック図である。
【００４８】本実施形態の音情報解析装置は、第２の実
施形態に、テレビカメラ３１と映像記憶部３２と映像切
り出し部３３が追加された構成である。
施形態に、テレビカメラ３１と映像記憶部３２と映像切
り出し部３３が追加された構成である。
【００４９】テレビカメラ３１で撮像された映像を映像
記憶部３２で記憶する。操作者は、音種空間分布作成部
１６で作成された音種空間分布（図７）と、音源種類時
間分布作成部１７で作成された音源種類時間分布（図
８）より、取り出したい音の時刻または音源種類を指定
する。映像切り出し部３３は、指定された時刻の映像、
または音源種類時間分布作成部１７で作成された音源種
類時間分布をもとに、指定された音源が検出された区間
の映像だけを映像記憶部３２から取り出し、出力する。
記憶部３２で記憶する。操作者は、音種空間分布作成部
１６で作成された音種空間分布（図７）と、音源種類時
間分布作成部１７で作成された音源種類時間分布（図
８）より、取り出したい音の時刻または音源種類を指定
する。映像切り出し部３３は、指定された時刻の映像、
または音源種類時間分布作成部１７で作成された音源種
類時間分布をもとに、指定された音源が検出された区間
の映像だけを映像記憶部３２から取り出し、出力する。
【００５０】これにより、指定した音源から発せられた
区間の映像のみを出力することができ、長時間ある映像
から、必要な部分のみを選んで見ることが可能となる。
区間の映像のみを出力することができ、長時間ある映像
から、必要な部分のみを選んで見ることが可能となる。
【００５１】例えば、会議の様子を本発明により解析記
録しておけば、特定の人が発言している場面だけを取り
出すことや、会議全体の流れを音源種類時間分布から判
断し、必要な分を取り出して見ることや、発言者の切り
替わり時の映像のみを見出して取り出すことができる。
また、手術室の音と映像を本発明により解析記録してお
けば、どのような時刻にどのような医療行為が行われた
かを知ることや、特定の医師が発言した場面のみを取り
出したりすることが可能となる。
録しておけば、特定の人が発言している場面だけを取り
出すことや、会議全体の流れを音源種類時間分布から判
断し、必要な分を取り出して見ることや、発言者の切り
替わり時の映像のみを見出して取り出すことができる。
また、手術室の音と映像を本発明により解析記録してお
けば、どのような時刻にどのような医療行為が行われた
かを知ることや、特定の医師が発言した場面のみを取り
出したりすることが可能となる。
【００５２】図３のその他の部分については、第２の実
施形態と同じであるので説明を省略する。
施形態と同じであるので説明を省略する。
【００５３】なお、以上説明した音情報解析装置は専用
のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能
を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された
プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行
するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な
記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁
気ディスク、CD―ROM等の記録媒体、コンピュータシス
テムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指
す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
インターネットを介してプログラムを送信する場合のよ
うに、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの
（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合はサーバとなる
コンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一
定時間プログラムを保持しているものも含む。
のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能
を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された
プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行
するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な
記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁
気ディスク、CD―ROM等の記録媒体、コンピュータシス
テムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指
す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
インターネットを介してプログラムを送信する場合のよ
うに、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの
（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合はサーバとなる
コンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一
定時間プログラムを保持しているものも含む。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の収音手段を用いて音源位置を推定することと、周
波数スペクトルなどの音響的な特徴による音の種類の識
別を組み合わせることで、同一種類の音が複数個存在す
る場合でも、どの音源から発生した音かを判別すること
ができる。
複数の収音手段を用いて音源位置を推定することと、周
波数スペクトルなどの音響的な特徴による音の種類の識
別を組み合わせることで、同一種類の音が複数個存在す
る場合でも、どの音源から発生した音かを判別すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の音情報解析装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の音情報解析装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の音情報解析装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】第１から第３の実施形態における音源位置推定
部１２のブロック図である。
部１２のブロック図である。
【図５】第１から第３の実施形態における指向性形成部
１３のブロック図である。
１３のブロック図である。
【図６】第１から第３の実施形態における音種推定部１
４のブロック図である。
４のブロック図である。
【図７】音種の検出回数の空間分布を示す図である。
【図８】音源種類ごとの検出の時間分布を示す図であ
る。
る。
１１1〜１１M マイクロホン
１２ 音源位置推定部
１３ 指向性形成部
１４ 音種推定部
１５ 時刻・音源位置・音種記憶部
１６ 音種空間分布作成部
１７ 音源種類時間分布作成部
２１ 音信号記憶部
２２ 音信号切り出し部
３１ テレビカメラ
３２ 映像記憶部
３３ 映像切り出し部
４１1〜４１M 遅延器
４２1〜４２M ゲイン回路
４３ 加算器
４４ パワー計算部
４５ 最大パワー位置検出部
４６ 指向性走査部
５１1〜５１M 遅延器
５２1〜５２M フィルタ
５３ 加算器
５４ 遅延量・フィルタ係数計算部
６１ 帯域分割フィルタ
６２1〜６２P パワー計算部
６３ 音種判定パラメータ
６４ 判定部
Claims (13)
- 【請求項１】 任意に配置された複数の収音手段の各々
で収音された収音信号から、音源位置を推定する音源位
置推定段階と、 前記収音信号を信号処理して、前記推定音源位置に対し
て感度が高くなるように、指向性を形成する指向性形成
段階と、 前記指向性形成段階で得られた出力信号から音の種類を
推定する音種推定段階と、 前記推定音源位置と前記推定音種とを時刻とともに記憶
する時刻・音源位置・音種記憶段階と、 前記時刻・音源位置・音種記憶段階で記憶された音源位
置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音種
ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成する音
種空間分布作成段階を有する音情報解析方法。 - 【請求項２】 前記音種の検出回数の空間分布から、そ
れぞれの音種について、検出の集中している範囲を１つ
または複数個設定して、それぞれを同一音源の存在する
範囲として識別し、その範囲内に検出があった時刻を範
囲ごとに記録して、音源種類ごとの検出の時間分布を作
成する音源種類時間分布作成段階とをさらに有する、請
求項１に記載の音情報解析方法。 - 【請求項３】 前記指向性形成段階の出力信号を記憶す
る音信号記憶段階と、 前記音信号記憶段階で記憶されている信号から、前記音
源種類時間分布作成段階において検出された区間を切り
出すことで、同一音源から発生した音の区間のみを出力
する音信号切り出し段階とをさらに有する、請求項２に
記載の音情報解析方法。 - 【請求項４】 撮像手段で撮像された映像を記憶する映
像記憶段階と、 前記映像記憶段階で記憶されている映像から、前記音源
種類時間分布作成段階において検出された区間を切り出
すことで、同一音源から発生した音の区間のみの映像を
出力する映像切り出し段階とをさらに有する、請求項２
または３に記載の音情報解析方法。 - 【請求項５】 任意に配置された複数の収音手段の各々
で収音された収音信号から、音源位置を推定する音源位
置推定手段と、 前記収音信号を信号処理して、前記推定音源位置に対し
て感度が高くなるように、指向性を形成する指向性形成
手段と、 前記指向性形成手段の出力信号から音の種類を推定する
音種推定手段と、 前記推定音源位置と前記推定音種とを時刻とともに記憶
する時刻・音源位置・音種記憶手段と、 前記時刻・音源位置・音種記憶段階で記憶された音源位
置、音種から、各位置に対する音源の検出回数を、音種
ごとに累積し、音種の検出回数の空間分布を作成する音
種空間分布作成手段とを有する音情報解析装置。 - 【請求項６】 前記音種の検出回数の空間分布から、そ
れぞれの音種について、検出の集中している範囲を１つ
または複数個設定して、それぞれを同一音源の存在する
範囲として識別し、その範囲内に検出があった時刻を範
囲ごとに記録して、音源種類ごとの検出の時間分布を作
成する音源種類時間分布作成手段をさらに有する、請求
項５に記載の音情報解析装置。 - 【請求項７】 前記指向性形成手段の出力信号を記憶す
る音信号記憶手段と、 前記音信号記憶手段で記憶されている信号から、前記音
源種類時間分布作成手段で検出された区間を切り出すこ
とで、同一音源から発生した音の区間のみを出力する音
信号切り出し手段とをさらに有する、請求項６に記載の
音情報解析装置。 - 【請求項８】 撮像手段で撮像された映像を記憶する映
像記憶手段と、 前記映像記憶手段で記憶されている映像から、前記音源
種類時間分布作成手段で検出された区間を切り出すこと
で、同一音源から発生した音の区間のみの映像を出力す
る映像切り出し手段とをさらに有する、請求項６または
７に記載の音情報解析装置。 - 【請求項９】 前記音源位置推定手段は、前記複数の収
音手段の各々で収音された収音信号を遅延する遅延手段
と、各遅延手段の出力信号にゲインを与えるゲイン手段
と、各ゲイン手段の出力を加算する加算手段と、各走査
位置が発せられた音が各遅延手段出力において同位相と
なるように各遅延手段の遅延量を制御し、また各走査位
置に対する信号対雑音比が最大となるように各ゲイン回
路のゲインを制御する指向性走査手段と、前記加算手段
の出力信号の短時間平均パワーを走査位置ごとに算出す
るパワー計算手段と、該パワー計算手段で算出された短
時間平均パワーのうち最大のパワーの位置を音源位置と
推定し、出力する最大パワー位置検出手段を含む、請求
項５から８のいずれか１項に記載の音情報解析装置。 - 【請求項１０】 前記指向性形成手段は、前記複数の収
音手段の各々で収音された収音声信号を遅延する遅延手
段と、各遅延手段の出力信号をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、各フィルタ手段の出力を加算する加算手段
と、前記音源位置推定手段で推定された音源位置に対す
る感度が高くなるように、前記各遅延手段の遅延量と前
記各フィルタ手段のフィルタ係数を計算する遅延量・フ
ィルタ係数算出手段を含む、請求項５から９のいずれか
１項に記載の音情報解析装置。 - 【請求項１１】 前記音種推定手段は、前記指向性形成
手段の出力信号を帯域分割する帯域分割フィルタと、各
帯域の信号のパワーを計算するパワー計算手段と、音の
種類を判定するための条件が設定されている音種判定パ
ラメータと、前記各パワー計算手段の得られたパワーと
の比と、前記音種判定パラメータに設定されている条件
から音の種類を判定する判定手段を含む、請求項５から
１０のいずれか１項に記載の音情報解析装置。 - 【請求項１２】 請求項１から４に記載の音情報解析方
法をコンピュータに実行させるための音情報解析プログ
ラム。 - 【請求項１３】 請求項１から４に記載の音情報解析方
法をコンピュータに実行させるための音情報解析プログ
ラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072368A JP2003270034A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 音情報解析方法、装置、プログラム、および記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072368A JP2003270034A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 音情報解析方法、装置、プログラム、および記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270034A true JP2003270034A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29202383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002072368A Pending JP2003270034A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 音情報解析方法、装置、プログラム、および記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270034A (ja) |
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-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002072368A patent/JP2003270034A/ja active Pending
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