JP2005176221A - 音響システム - Google Patents

Abstract

【課題】 対象者が移動しても、その対象者に対して確実に追従して音響放射を行うことのできるシステムを実現する。
【解決手段】 形状認識部１０は対象者の形状認識を行い、その結果に基づいて、対象者の位置検出を行う。駆動部２０は、形状認識部１０から送られた位置検出信号に基づいて、移動用モータ２２や回動用モータ２３を駆動させ、超指向性スピーカ３４の可聴エリアに対象者が入るよう、超指向性スピーカ３４を駆動制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、移動する対象者を特定し、この対象者に対してのみ音響放射を行う音響システムに関するものである。

従来、ある特定の対象者に対してのみ音響放射を行う手段としては、その対象者がヘッドホンを使用し、このヘッドホンから音響放射を行うのが一般的であった。例えば、コールセンタのオペレータでは、ヘッドホンを装着して、顧客からの電話応対等の作業を行っていた。また、遊園地やテーマパーク等のアトラクションでも、特定の観客に対してのみ、効果音を聞かせるといったものがあり、このようなアトラクションでは、観客がヘッドホンを装着し、このヘッドホンを用いて音響放射を行っていた。

一方、近年、パラメトリックスピーカといった超指向性スピーカを用いて、特定の人物が移動する位置に応じて音響放射を行うシステムが考えられている（例えば、特許文献１参照）。この文献に記載された発明は、対象者に対して音響放射を行い、その反射振動に基づいて対象者の位置を検出するようにしたものである。

特開２０００−４５００号公報

しかしながら、従来の音響システムでは、ヘッドホン装着による圧迫感や不快感等があり、その結果、コールセンタのオペレータといった長時間ヘッドホンを装着するような場合、これが疲労につながるといった問題があった。特に、ヘッドホンが有線式の場合には、コードによって移動範囲が限定されてしまうという問題もあり、また、ワイヤレス方式のヘッドホンシステムとした場合でも、ヘッドホン側に内蔵されるレシーバ等によりヘッドホン自体の重量が大きくなり、長時間の使用ではオペレータの疲労度が大きくなってしまうという問題点があった。また、遊園地やテーマパークのアトラクションでも、観客がわざわざヘッドホンを装着しなければならず、アトラクションとしての演出効果が減じられてしまうといった問題があった。

また、上記文献に示されているような超指向性スピーカを使用した音響システムにおいても、対象者の移動を検出するためには、対象者に対して常に音響放射を行っていなければならず、音響放射する必要がない場合でも、対象者の位置検出のためには音響放射しなければならないという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、特定の対象者が移動してもその対象者に対してのみ音響放射が行えると共に、対象者の位置検出をどのような場合でも確実に行うことのできる音響システムを得ることを目的とする。

この発明に係る音響システムは、対象者を形状認識してその位置を算出する形状認識部を設け、この形状認識部の出力に基づいて超指向性スピーカを駆動部で駆動し、超指向性スピーカの可聴エリア内に対象者が位置するよう、超指向性スピーカの向きを制御するようにしたものである。

この発明の音響システムは、対象者の形状認識に基づいてその位置を検出し、この位置検出情報に基づいて超指向性スピーカを対象者の方向に駆動するようにしたので、長時間の利用でも対象者の不快感や疲労感がなく、また、位置検出のために音響放射する必要もないという効果が得られる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を説明する。
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明をコールセンタのオペレータに対して用いた場合を示している。

図１は、この発明の実施の形態１による音響システムを示す構成図である。
図において、音響システムは、形状認識部１０、駆動部２０、音源３１、変調器３２、アンプ３３、超指向性スピーカ３４からなる。

形状認識部１０は、音響放射を行うための対象者を形状認識し、この形状認識結果に基づいてその対象者の位置を検出して、位置検出信号を出力する機能部である。この形状認識部１０は、センサ部１１と演算部１２からなる。センサ部１１は、対象者の画像を３次元で連続的に取得するための撮像装置であり、本実施の形態では、三つのビデオカメラがそれぞれ１次元ずつ対象者の画像を取得して、その画像情報を演算部１２に出力するよう構成されている。演算部１２は、センサ部１１からの画像情報に基づいて画像処理を行い、対象者の３次元位置を演算し、その位置情報と駆動指示コマンドを出力する機能を有している。

駆動部２０は、形状認識部１０からの位置情報と駆動指示コマンドを受けて、超指向性スピーカ３４を駆動する機能部であり、制御部２１、移動用モータ２２、回動用モータ２３、移動用レール２４（これについては図２，３および図５，６に示す）を備えている。

制御部２１は、駆動部２０としての各部の制御を司る機能部であり、形状認識部１０からの位置情報と駆動指示コマンドに基づいて、移動用モータ２２と回動用モータ２３による駆動量の制御を行うよう構成されている。移動用モータ２２は、後述する図２，３および図５，６に示すように、移動用レール２４上を駆動部２０と超指向性スピーカ３４とが水平移動するよう駆動を行うためのモータである。移動用レール２４は、駆動部２０と超指向性スピーカ３４とが一体となって水平移動するためのレールである。また、回動用モータ２３は、超指向性スピーカ３４の音響放射方向を上下方向に回動させるためのモータである。

音源３１は、オーディオ信号を生成する機能部であり、コールセンタのオペレータの場合、電話での音声信号といった信号となる。変調器３２は、音源３１からのオーディオ信号を、図示しない搬送波生成部によって生成された搬送波によって変調する機能部である。アンプ３３は、変調器３２から出力された変調信号を増幅して超指向性スピーカ３４に与えるための増幅器である。超指向性スピーカ３４は、特定の範囲にのみ音響放射が可能なスピーカであり、これら音源３１〜超指向性スピーカ３４によってパラメトリックスピーカとして動作するものである。尚、パラメトリックスピーカの動作原理については公知であるため、ここでの説明は省略する。

次に、音響システムの動作について説明する。
図２は、対象者認識時の動作を示す説明図である。
図中、センサ部１１ａは、対象者（オペレータ）１００に対して正面のカメラ、センサ部１１ｂは側面に位置するカメラ、センサ部１１ｃは天面に位置するカメラである。また、駆動部２０および超指向性スピーカ３４は、移動用モータ２２によって移動用レール２４上を水平移動するよう構成されている。

対象者１００が音響システムを用いる場合、先ず、図示しない電源スイッチの投入といった特定の操作を行うことで音響システムが起動する。音響システムが起動すると、形状認識部１０は初期設定状態となり、対象者１００の形状認識および位置検出を行う。即ち、各センサ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃからの画像信号に基づいて、演算部１２は画像認識を行い、各平面上での対象者１００の形状認識を行う。この形状認識処理としては、公知の画像認識技術を用いて対象者１００の頭部を認識する。そして、演算部１２は、この認識形状を記憶すると共に、３次元の位置情報として出力する。尚、初期設定動作として、対象者１００の認識時の位置を決めておき、この位置で形状認識部１０が認識、位置検出を行うようにしてもよい。

次に、対象者１００が移動した場合の動作について説明する。
図３は、対象者１００が移動した場合の動作を示す説明図である。
例えば、対象者１００が図２に示す位置から図３に示す位置に移動した場合、形状認識部１０は連続的に対象者１００の形状認識および位置検出を行っているため、その時点の位置検出信号と移動コマンドが演算部１２から駆動部２０に与えられる。これにより駆動部２０の制御部２１は、移動コマンドを解釈し、また、位置検出信号に基づいて移動用モータ２２や回動用モータ２３の駆動量を演算し、これらのモータを制御する。

尚、制御部２１は、形状認識部１０から送られてきた位置検出信号に対して、予め設定した補正係数（システム構築時に求めた、演算値に対して実際に超指向性スピーカ３４を駆動させるための係数）を乗算し、この乗算結果の値によって移動用モータ２２や回動用モータ２３を駆動制御する。

図４は、３次元での位置検出の説明図である。
図中、点Ａは対象者１００の基準位置を示し、点Ｂは対象者１００の移動先位置を示している。演算部１２は、センサ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃからの画像信号に基づいて、正面のｘ，ｙ平面における移動先位置のｘ，ｙ座標、側面のｘ，ｙ平面における移動先位置のｘ，ｙ座標および天面のｘ，ｙ平面における移動先位置のｘ，ｙ座標をそれぞれ求める。図示例では基準位置をそれぞれの平面で（０，０）としたときの座標を示している。演算部１２は、最初に求めた対象者１００の頭部の形状認識結果に基づいて、このような３次元の位置情報を連続して認識し、その時点における対象者１００の移動先位置の３次元座標情報を出力する。尚、このような画像認識処理については、公知であるため、ここでの説明は省略する。

図３の例では、対象者１００が横方向に移動した場合であり、このような場合、駆動部２０では移動用モータ２２を駆動して移動用レール２４上を移動し、超指向性スピーカ３４を、演算部１２で算出された位置となるよう駆動する。ここで、２００は超指向性スピーカ３４による可聴エリア（音響放射範囲）を示している。

また、対象者１００が上下に移動した場合は、次のような動作となる。
図５は、対象者１００が上下に移動した場合の超指向性スピーカ３４の制御を示す説明図である。
上述したように、演算部１２から出力される対象者１００の位置検出情報と移動コマンドに基づいて、駆動部２０は超指向性スピーカ３４を駆動制御する。図５に示すように、対象者１００が前かがみの姿勢になった場合、頭部の位置が下がるため、その位置に応じて駆動部２０は超指向性スピーカ３４を駆動する。即ち、制御部２１は回動用モータ２３を動作させ、可聴エリア２００内に対象者１００が位置するよう、超指向性スピーカ３４を所定角度回転させる。

その後、図６に示すように、再び対象者１００が移動した場合、上述した形状認識部１０による位置検出処理および駆動部２０による超指向性スピーカ３４の駆動制御が行われ、常に、対象者１００が可聴エリア２００内に位置するよう制御が行われる。

尚、コールセンタのオペレータは、顧客からの電話による問い合わせ等に対応するため、従来はヘッドホンとマイクがセットになったヘッドセットを装着していた。本実施の形態では、上述した構成および動作により従来のヘッドホンでの音響放射を超指向性スピーカ３４から行うことができる。一方、マイクに関しては、例えば、指向性を有するガンマイク等を使用し、このガンマイクの集音方向が超指向性スピーカ３４の音響放射方向と同方向になるよう取り付ける。そして、このガンマイクを超指向性スピーカ３４と同様に駆動部２０で駆動制御することで、オペレータに対し、ヘッドホンだけでなくマイクに関してもその装着を不要とすることができる。

また、以上説明したのはコールセンタのオペレータといったように、対象者１００がある程度狭い範囲内で移動する場合であるが、遊園地やテーマパークのアトラクションのように、対象者１００が広範囲に移動し、かつ、その移動範囲内に対象者１００以外の人物も存在するような場合は、次のように超指向性スピーカ３４の制御を行う。

図７は、このような場合の対象者１００の形状認識の説明図である。
図示のように、対象者１００（図中、点Ａ（初期位置）または点Ｂ（移動先位置）で示す）以外にも人物（図中、点Ｃで示す）が複数存在するようなアトラクションでは、形状認識部１０は、ランダムに対象者１００を特定し、それ以降、この特定した対象者１００を形状認識して位置検出を行う。尚、このような形状認識については公知の方法を用いることができるため、ここでの説明は省略する。また、このような場合、オペレータが、センサ部１１ａ〜１１ｃで得た画像に基づいて、手動操作で、複数の人物から対象者１００を特定するようにしてもよい。これらの場合、対象者１００が特定された後の動作については上述した動作と同様である。

尚、上記実施の形態では、音響システムをコールセンタやアトラクションに用いた例を説明したが、移動する対象者に対して音響放射を行うようなものであれば、どのようなものであっても同様に適用可能である。

また、上記実施の形態では、センサ部１１として例えばビデオカメラであるとしたが、これに限定されるものではなく、対象者１００の画像を取得することができるものであればどのようなセンサを用いてもよい。

以上のように、実施の形態１の音響システムによれば、音響放射を行う対象者１００を形状認識し、この形状認識結果に基づいて対象者１００の位置を検出する形状認識部１０と、対象者１００に対して音響放射を行う超指向性スピーカ３４と、形状認識部１０で認識された対象者１００の位置に基づいて、超指向性スピーカ３４の可聴エリア２００に対象者１００が位置するよう、超指向性スピーカ３４を駆動する駆動部２０とを備えたので、従来のようにヘッドホンを装着する必要がないため、長時間の利用でも対象者の不快感や疲労感がなく、また、位置検出のために音響放射する必要もないという効果が得られる。

また、実施の形態１の音響システムによれば、駆動部２０は、超指向性スピーカ３４を水平移動させるための移動用モータ２２と、超指向性スピーカ３４の角度を上下方向に回動させるための回動用モータ２３とを備えたので、対象者１００の水平方向の移動範囲が大きい場合でも、対象者１００の動きに超指向性スピーカ３４を確実に追従させることができる。

また、実施の形態１の音響システムによれば、形状認識部１０は、対象者１００の画像を連続して取得するセンサ部１１と、センサ部１１からの画像信号に基づいて、対象者１００の位置を算出し、位置情報を連続的に出力する演算部１２とから構成したため、対象者１００が移動しても連続してその位置検出が行え、従って、移動する対象者１００に対して確実に音響放射を行うことができる。

また、実施の形態１の音響システムによれば、形状認識部１０は、対象者１００の画像を３次元で取得するための複数のセンサ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、複数のセンサ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃからの画像信号に基づいて、対象者１００の３次元位置を算出し、３次元位置情報を出力する演算部１２からなり、駆動部２０は、３次元位置情報に基づいて、超指向性スピーカ３４の方向を制御するよう構成されたので、対象者１００の位置検出を高精度で行うことができ、その結果、移動する対象者１００に対してより確実に音響放射を行うことができる。

この発明の実施の形態１による音響システムの構成図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける対象者認識時の動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける対象者認識時の動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける３次元での位置検出の説明図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける対象者が上下に移動した場合の超指向性スピーカの制御を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける対象者が再び移動した場合の超指向性スピーカの制御を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の音響システムにおける対象者の移動範囲内に他の人物が存在する場合の形状認識の説明図である。

符号の説明

１０ 形状認識部、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ センサ部、２０ 駆動部、２２ 移動用モータ、２３ 回動用モータ、１００ 対象者、２００ 可聴エリア。

Claims (4)

1. 音響放射を行う対象者を形状認識し、この形状認識結果に基づいて当該対象者の位置を検出する形状認識部と、
   前記対象者に対して音響放射を行う超指向性スピーカと、
   前記形状認識部で認識された前記対象者の位置に基づいて、前記超指向性スピーカの可聴エリアに前記対象者が位置するよう、当該超指向性スピーカを駆動する駆動部とを備えた音響システム。
2. 駆動部は、超指向性スピーカを水平移動させるための移動用モータと、超指向性スピーカの角度を上下方向に回動させるための回動用モータとを備えたことを特徴とする請求項１記載の音響システム。
3. 形状認識部は、対象者の画像を連続して取得するセンサ部と、当該センサ部からの画像信号に基づいて、前記対象者の位置を算出し、当該位置情報を連続的に出力する演算部とからなることを特徴とする請求項１記載の音響システム。
4. 形状認識部は、対象者の画像を３次元で取得するための複数のセンサ部と、当該複数のセンサ部からの画像信号に基づいて、前記対象者の３次元位置を算出し、当該３次元位置情報を出力する演算部からなり、
   駆動部は、前記３次元位置情報に基づいて、超指向性スピーカの方向を制御するよう構成されたことを特徴とする請求項３記載の音響システム。

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