JP2008268176A - 音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラ - Google Patents

音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラ Download PDF

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Abstract

【課題】騒音の発生する騒音源の位置を正確に探し出せるようにした音質表示装置等を提供する。
【解決手段】本発明は、音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラに関するものである。本発明の音質表示装置は、音源から発生する音響を感知する音響感知部、音源の位置する背景を撮影する背景撮影部、音響感知部で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成部、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する音質データ生成部、及び背景撮影部で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ部とを含む。本発明の音質表示装置は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラに関するものである。
電子及び機械産業の飛躍的な成長によって人間の生活が便利になった近来、電子及び機械装置（以下、‘電子装置など’という）は、単純に人間が行う作業を代わりにする道具としての機能から、更に安楽さと快適さなどの人間生活の質と関わる項目を充足させなければならないという課題を有している。
ほとんどの電子装置などは、その構造の特性上、自体的に大小の駆動騒音が発生する。ひどい場合、電子装置などの駆動騒音は、使用者に苦痛を与え、ストレスを誘発する。従って、電子装置などの駆動騒音を最小化することは、人間生活の質的向上のために解決されなければならない基本的な課題であり、最近は騒音を最小化するための多様な装置たちが開発されたり、または多様な方法たちが行われている。
一方、騒音を効率的に減らすためには、騒音源からの騒音をより正確に測定して、信頼性のある騒音情報を生成するのが先行されなければならない。
特に、騒音情報のうち、騒音源の位置情報は、重要な騒音情報のうちの一つである。従来は音の大きさ、つまり音圧レベルを基準に、特定周波数で音圧レベルが高い騒音源を探し出し、これによって騒音源の位置情報を生成していた。
しかし、騒音源のなかでも音圧レベルが高い騒音源、つまり騒音源として一般的に知られており、音が均一かつ大きくて容易に探し出せるもの（例えば、自動車ではエンジン、スピーカーなど）より、音が不規則的に発生し、その大きさが一般的に知られている騒音源のそれより小さくて、容易に探し出せないものに対する位置情報がより必要である。例えば、自動車で最も大きな音はエンジンから発生するが、自動車開発者は、エンジンの騒音はエンジンから発生するという事実を既に知っており、これは均一に発生するので、自動車の利用者においてもそれ程ストレスを誘発する騒音ではない。しかし、自動車が動く時の部品間の摩擦音や振動音、例えばガタガタという音、ギーギーという音などが、一般的なエンジンの騒音より自動車利用者にはもっとストレスを誘発するので、自動車開発者にはこのような騒音源の位置情報がより必要となる。
また、人が騒音を聞いてストレスを受ける場合、そのストレスの原因は、単純に騒音の音が大きいという点が重要な原因ではない。例えば、自動車で低音スピーカーを利用して音楽を大きくした場合、車内で振動音を聞くことができる。この場合、人はスピーカーの音は音楽だと認識するが、振動音はストレスを誘発する騒音だと認識する。
このように、従来は単純に音圧レベルの高低を基準に騒音源の位置情報を生成することによって、実際に人々にストレスを誘発する騒音源の位置を正確に探し出せなかったという問題点があった。また、従来は、音圧レベルの高低の基準だけで騒音を測定することによって、騒音を多様な側面で測定することができないという問題点があった。
本発明は、前記のような問題点を解決するためのもので、本発明が解決しようとする技術的課題は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に探し出せるようにした音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラを提供することにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、騒音を多様な側面で測定することができるようにした音質表示装置、音質表示方法、音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体及び音響カメラを提供することにある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、ここに言及されていない、本発明が解決しようとするまた別の技術的課題たちは、下記の記載によって、本発明の属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解できるであろう。
請求項１に関する発明である音質表示装置は、音源から発生する音響を感知する音響感知部、音源の位置する背景を撮影する背景撮影部、音響感知部で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成部、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する音質データ生成部、及び背景撮影部で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ部とを含む。
請求項１に関する発明である音質表示装置は、音響感知部が音源に対して距離をおいた状態で音源から発生する音響を感知する。これと共に、背景撮影部は、音源に対して距離をおいた位置で音源の位置する背景を撮影する。音源信号生成部は、音響感知部で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する。音源信号は、音響感知部の位置する音響感知部面で感知された音響信号を分析処理して生成された、音源の位置する音源面での音響信号である。また、音源信号は、音源面の各支点別音響信号である。つまり、音源信号は、背景撮影部で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。音質データ生成部は、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する。音質データは、人が騒音だと認識する騒音因子を基準に生成したデータである。音源信号から生成される音質データも、画像データの各画素の位置に対応する画素別音質データを含む。ディスプレイ部は、背景撮影部で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバレイして生成した音質画像データを表示する。従って、本発明の音質表示装置は、音響信号から音質データを生成し、音質データを音源の位置する背景の画像データとオーバーレイして表示することができる。
従って、本願請求項１に関する発明である音質表示装置は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。また、画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音源の音質に対する情報を使用者が騒音情報として容易に認識できるようになる。
請求項２に関する発明である音質表示装置は、請求項１に関する発明において、音質データが定量的因子として、ラウドネス(loudness)、シャープネス(sharpness)、ラフネス(roughness)、フラクチュエイションストレングス(fluctuation strength)、モジュレーションデプス(modulation depth)またはトナリティー(tonality)とを含む。
請求項２に関する発明である音質表示装置は、音質データが定量的因子を含む。例えば、ラウドネス、シャープネス、ラフネス、フラクチュエイションストレングス、モジュレーションデプス、トナリティーなどを含む。ラウドネスは音響の大きさに対する知覚量で、シャープネスは音響の鋭さに対する知覚量で、ラフネスは音響の荒さに対する知覚量で、フラクチュエイションストレングスとモジュレーションデプスは音響の変化に対する知覚量で、トナリティーは音響の調性に対する知覚量である。このように、これら因子は音質データを定量的に表現したもので、各々が騒音レベルの高低を判断する基準となる騒音因子である。
従って、請求項２に関する発明である音質表示装置は、騒音源の位置をより正確に表示することができ、騒音を多様な側面で測定することができる。
請求項３に関する発明である音質表示装置は、請求項１に関する発明において、音源信号が周波数領域分析処理して生成される音源信号を含む。
請求項３に関する発明である音質表示装置は、音源信号生成部の分析処理を周波数領域分析を利用して行う。つまり、音源信号生成部は、感知された音響信号を周波数領域で分析して表現することができる。
従って、請求項３に関する発明である音質表示装置は、音響信号を周波数領域で分析することができる。
請求項４に関する発明である音質表示装置は、請求項３に関する発明において、周波数領域分析処理が、フーリエ変換(Fourier Transform)、ビームフォーミング(Beamforming)または逆フーリエ変換(Inverse Fourier Transform)とを含む。
請求項４に関する発明である音質表示装置は、周波数領域分析のための方法の一つとして、フーリエ変換方法、ビームフォーミング方法または逆フーリエ変換方法を使用する。ここで、感知された音響信号は、ビームフォーミングによって音源面での音響信号、つまり音源に音響感知部を直接設置して感知した場合のような信号である音源信号に生成される。この時、音源信号は、背景撮影部で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。本発明では、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換だけでなく、音響信号の周波数領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。
従って、請求項４に関する発明である音質表示装置は、音響信号の周波数領域分析処理がうまくできる。
請求項５に関する発明である音質表示装置は、請求項１に関する発明において、音源信号が時間領域分析処理して生成される音源信号を含む。
請求項５に関する発明である音質表示装置は、音源信号生成部の分析処理を時間領域分析を利用して行う。つまり、音源信号生成部は、感知された音響信号を時間領域で分析して表現することができる。また、本発明では、信号処理に周波数領域分析と時間領域分析とを共に使用することも可能である。
従って、請求項５に関する発明である音質表示装置は、音響信号を時間領域で分析することができる。
請求項６に関する発明である音質表示装置は、請求項５に関する発明において、時間領域分析処理が時間領域の逆フィルタリング(Inverse Filtering)を含む。
請求項６に関する発明である音質表示装置は、時間領域分析のための方法の一つとして、時間領域の逆フィルタリング方法を使用する。本発明では、時間領域の逆フィルタリングだけでなく、時間領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。
従って、請求項６に関する発明である音質表示装置は、音響信号の周波数領域分析処理がうまくできる。
請求項７に関する発明である音質表示装置は、請求項１に関する発明において、音響感知部が音響を感知する複数のマイクロフォンを含み、背景撮影部は背景を撮影するカメラを含む。
請求項７に関する発明である音質表示装置は、二つ以上のマイクロフォンを利用して音響を感知して音響信号を生成し、カメラを利用して背景を撮影して画像データを生成する。ここで、マイクロフォンの個数は、音響感知対象、音響感知環境などによって異なり得る。また、カメラの個数も一つに限定されるものではない。
従って、請求項７に関する発明である音質表示装置は、複数のマイクロフォンで音響を感知するので、音響をうまく感知することができる。
請求項８に関する発明である音質表示装置は、請求項１または請求項７に関する発明において、音響感知部が、支持部材、支持部材上に設置された胴体部材、胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなすマイクロフォン支持アーム及びマイクロフォン支持アームの正面に配置される複数のマイクロフォンとを含み、背景撮影部が胴体部材の正面中央に設置される。
請求項８に関する発明である音質表示装置は、音響感知部が支持部材、胴体部材、マイクロフォン支持アーム及びマイクロフォンとを含み、背景撮影部が胴体部材の正面中央に設置される。マイクロフォン支持アームが螺旋形をなすことによって、マイクロフォンも螺旋形に配列される。マイクロフォンを螺旋形に配列することによって、音響感知の性能を向上させることができる。また、一体ではなく、分離された複数のマイクロフォン支持アームを設置することによって、製造費用を減少させることができ、音響感知部の重さを減らすことができる。また、背景撮影部を胴体部材の正面中央に設置することによって、音源の位置する背景の画像データと音響の音質データを表示する時、重なる部分を一致させることができる。
従って、請求項８に関する発明である音質表示装置は、音響感知部が音響をうまく感知することができ、背景撮影部が背景をうまく撮影することができる。また、音響感知部の製造費用と製造時間を減らすことができ、音響感知部の携帯性を増加させることができる。
請求項９に関する発明である音質表示装置は、請求項８に関する発明において、マイクロフォンが４個以上４８個以下である。
請求項９に関する発明である音質表示装置は、マイクロフォンの個数を４個以上にすることによって、感知性能を向上させることができる。また、マイクロフォンの個数を４８個以下にすることによって、製造費用の上昇と動作時の処理時間のディレーを抑えることができる。
従って、請求項９に関する発明である音質表示装置は、音響感知部が音響をよりよく感知することができる。
請求項１０に関する発明である音質表示装置は、請求項８に関する発明において、マイクロフォンが、音響感知部を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または少なくとも二つ以上の面上に配置される。
請求項１０に関する発明である音質表示装置は、マイクロフォンが、音響感知部を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または二つ以上の面上に配置される。これによって、音響感知対象によるマイクロフォンアレイの自由度を高めることができる。また、立体的に音響を感知することができて、音響感知性能を向上させることができる。
従って、請求項１０に関する発明である音質表示装置は、音響感知部が音響をよりよく感知することができる。
請求項１１に関する発明である音質表示装置は、請求項８に関する発明において、マイクロフォン支持アームが４個以上８個以下である。
請求項１１に関する発明である音質表示装置は、マイクロフォン支持アームを４個以上にすることによって、螺旋形構造を維持することができ、十分な個数のマイクロフォンをマイクロフォン支持アームに配置することができる。また、マイクロフォン支持アームを８個以下にすることによって、製造費用の上昇を抑えることができる。
従って、請求項１１に関する発明である音質表示装置は、音響の感知がうまくでき、音響感知部の製造費用を減らすことができる。
請求項１２に関する発明である音質表示装置は、請求項８に関する発明において、マイクロフォン支持アームが前方または後方のいずれか一方に畳める。
請求項１２に関する発明である音質表示装置は、マイクロフォン支持アームが前方または後方のいずれか一方に畳まれる。ここで、畳まれる角度は、概略前方に９０℃で、後方に９０℃である。
従って、請求項１２に関する発明である音質表示装置は、携帯性を向上させることができる。
請求項１３に関する発明である音質表示装置は、請求項１に関する発明において、音質データが音質スペクトラムデータを含む。
請求項１３に関する発明である音質表示装置は、音質データがスペクトラム化された、つまり音質データの音質レベルによってお互い異なる色で表示される音質スペクトラムデータを含み、これを背景データと共に表示する。ここで、本発明の音質データは、音質スペクトラムデータだけでなく、音質データの音質レベルを表示することのできるデータ、つまり音質データの音質レベルを数字で表示可能な音質数字データを含んでもかまわない。
従って、請求項１３に関する発明である音質表示装置は、騒音源の位置情報を視覚的に容易に認識されるようにすることができる。
請求項１４に関する発明である音質表示装置は、請求項１または請求項１３に関する発明において、前記ディスプレイ部が音質画像データを実時間で表示する。
請求項１４に関する発明である音質表示装置は、音響感知部で感知した音響と背景撮影部で撮影した背景を、音源信号生成部と音質データ生成部とを介して処理し、ディスプレイ部によって実時間で表示する。これによって、音質表示装置は、音響の感知とほとんど同時に音質画像データを表示することができる。
従って、請求項１４に関する発明である音質表示装置は、騒音源の位置情報を実時間で表示することができる。
請求項１５に関する発明である音質表示装置は、請求項１３に関する発明において、ディスプレイ部が、背景の画像が投影されるように、スペクトラムを背景の画像上に表示する。
請求項１５に関する発明である音質表示装置は、スペクトラムを画像が投影されるように表示する。これによって、背景での騒音源の位置を、人間の肉眼で認識することができる。また、スペクトラムはカラーイメージで表示する。
従って、請求項１５に関する発明である音質表示装置は、騒音の発生する騒音源の位置をより正確に表示することができる。また、騒音源の音質に対する情報を使用者がより容易に認識することができる。
請求項１６に関する発明である音質表示装置は、請求項１または請求項１３に関する発明において、ディスプレイ部が、音質画像データを停止画像または動画像のいずれか一つで表示する。
請求項１６に関する発明である音質表示装置は、音質画像データを停止画像で表示したり、動画像で表示する。停止画像を分析して騒音源の位置情報を正確に得ることができ、動画像を分析して騒音源から発生される騒音の変化傾向を知ることができる。
従って、請求項１６に関する発明である音質表示装置は、騒音の発生する騒音源の位置をより正確に表示することができる。
請求項１７に関する発明である表示方法は、音源から発生する音響を感知する音響感知段階、音源の位置する背景を撮影する背景撮影段階、音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成段階、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する音質データ生成段階、及び背景撮影段階で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ段階とを含む。
請求項１７に関する発明である音質表示方法は、音響感知段階で音源に対して距離をおいた状態で音源から発生する音響を感知する。これと共に、背景撮影段階では、音源に対して距離をおいた位置で音源の位置する背景を撮影する。音源信号生成段階では、音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する。音源信号は、音響感知部の位置する音響感知部面で感知された音響信号を分析処理して生成された、音源の位置する音源面での音響信号である。また、音源信号は、音源面の各支点別音響信号である。つまり、音源信号は、背景撮影段階で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。音質データ生成段階では、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する。音質データは、人が騒音だと認識する騒音因子を基準に生成したデータである。音源信号から生成される音質データも、画像データの各画素の位置に対応する画素別音質データを含む。ディスプレイ段階では、背景撮影段階で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示する。従って、本発明の音質表示方法は、音響信号から音質データを生成し、音源の位置する背景の画像データとオーバーレイして表示することができる。
従って、本願請求項１７に関する発明である音質表示方法は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。また、画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音源の音質に対する情報を使用者が騒音情報だと容易に認識することができる。
請求項１８に関する発明である音質表示方法は、請求項１７に関する発明において、音質データが定量的因子として、ラウドネス、シャープネス、ラフネス、フラクチュエイションストレングス、モジュレーションデプスまたはトナリティーとを含む。
請求項１８に関する発明である音質表示方法は、音質データが定量的因子を含む。例えば、ラウドネス、シャープネス、ラフネス、フラクチュエイションストレングス、モジュレーションデプス、トナリティーなどを含む。ラウドネスは音響の大きさに対する知覚量で、シャープネスは音響の鋭さに対する知覚量で、ラフネスは音響の荒さに対する知覚量で、フラクチュエイションストレングスとモジュレーションデプスは音響の変化に対する知覚量で、トナリティーは音響の調性に対する知覚量である。このように、これら因子は音質データを定量的に表現したもので、各々が騒音レベルの高低を判断する基準となる騒音因子である。
従って、請求項１８に関する発明である音質表示方法は、騒音源の位置をより正確に表示することができ、騒音を多様な側面で測定することができる。
請求項１９に関する発明である音質表示方法は、請求項１７に関する発明において、音源信号が周波数領域分析処理して生成される音源信号を含む。
請求項１９に関する発明である音質表示方法は、音源信号生成段階での分析処理を周波数領域分析を利用して行う。つまり、音源信号生成段階では、感知された音響信号を周波数領域で分析して表現することができる。
従って、請求項１９に関する発明である音質表示方法は、音響信号を周波数領域で分析することができる。
請求項２０に関する発明である音質表示方法は、請求項１９に関する発明において、周波数領域分析処理が、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換とを含む。
請求項２０に関する発明である音質表示方法は、周波数領域分析のための方法の一つとして、フーリエ変換方法、ビームフォーミング方法または逆フーリエ変換方法を使用する。ここで、感知された音響信号は、ビームフォーミングによって音源面での音響信号、つまり音源に音響感知部を直接設置して感知した場合のような信号である音源信号に生成される。この時、音源信号は、背景撮影段階で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。本発明では、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換だけでなく、音響信号の周波数領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。
従って、請求項２０に関する発明である音質表示方法は、音響信号の周波数領域分析処理がうまくできる。
請求項２１に関する発明である音質表示方法は、請求項１７に関する発明において、音源信号が時間領域分析処理して生成される音源信号を含む。
請求項２１に関する発明である音質表示方法は、音源信号生成段階での分析処理を時間領域分析を利用して行う。つまり、音源信号生成段階では、感知された音響信号を時間領域で分析して表現することができる。また、本発明では、信号処理に周波数領域分析と時間領域分析とを共に使用することも可能である。
従って、請求項２１に関する発明である音質表示方法は、音響信号を時間領域で分析することができる。
請求項２２に関する発明である音質表示方法は、請求項２１に関する発明において、時間領域分析処理が時間領域の逆フィルタリングを含む。
請求項２２に関する発明である音質表示方法は、時間領域分析のための方法の一つとして、時間領域の逆フィルタリング方法を使用する。本発明では、時間領域の逆フィルタリングだけでなく、時間領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。
従って、請求項２２に関する発明である音質表示方法は、音響信号の周波数領域分析処理がうまくできる。
請求項２３に関する発明である音質表示方法は、請求項１７に関する発明において、音質データが音質スペクトラムデータを含む。
請求項２３に関する発明である音質表示方法は、音質データがスペクトラム化された、つまり音質データの音質レベルによってお互い異なる色で表示される音質スペクトラムデータを含み、これを背景データと共に表示する。ここで、本発明の音質データは、音質スペクトラムデータだけでなく、音質データの音質レベルを表示することのできるデータ、つまり音質データの音質レベルを数字で表示可能な音質数字データを含んでもかまわない。
従って、請求項２３に関する発明である音質表示方法は、騒音源の位置情報を視覚的に容易に認識されるようにすることができる。
請求項２４に関する発明である音質表示方法は、請求項１７または請求項２３に関する発明において、ディスプレイ段階では音質画像データを実時間で表示する。
請求項２４に関する発明である音質表示方法は、音響感知部で感知した音響と背景撮影部で撮影した背景を、音源信号生成部と音質データ生成部とを介して処理し、ディスプレイ部によって実時間で表示する。これによって、音質表示装置は、音響の感知とほとんど同時に音質画像データを表示することができる。
従って、請求項２４に関する発明である音質表示方法は、騒音源の位置情報を実時間で表示することができる。
請求項２５に関する発明である音質表示方法は、請求項２３に関する発明において、ディスプレイ段階では、背景の画像が投影されるように、スペクトラムを背景の画像上に表示する。
請求項２５に関する発明である音質表示方法は、スペクトラムを画像が投影されるように表示する。これによって、背景での騒音源の位置を、人間の肉眼で認識することができる。また、スペクトラムはカラーイメージで表示する。
従って、請求項２５に関する発明である音質表示方法は、騒音の発生する騒音源の位置をより正確に表示することができる。また、騒音源の音質に対する情報を使用者がより容易に認識することができる。
請求項２６に関する発明である音質表示方法は、請求項１７または請求項２３に関する発明において、ディスプレイ段階では、音質画像データを停止画像または動画像のいずれか一つで表示する。
請求項２６に関する発明である音質表示方法は、音質画像データを停止画像で表示したり、動画像で表示する。停止画像を分析して騒音源の位置情報を正確に得ることができ、動画像を分析して騒音源から発生される騒音の変化傾向を知ることができる。
従って、請求項２６に関する発明である音質表示方法は、騒音の発生する騒音源の位置をより正確に表示することができる。
請求項２７に関する発明である音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体は、音源から発生する音響を感知する音響感知段階、音源の位置する背景を撮影する背景撮影段階、音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成段階、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する音質データ生成段階、及び背景撮影段階で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ段階を実行させるための音質表示プログラムを記録する。
請求項２７に関する発明である音質表示プログラムの音響感知段階で、音源に対して距離をおいた状態で音源から発生する音響を感知する。これと共に、背景撮影段階では、音源に対して距離をおいた位置で音源の位置する背景を撮影する。音源信号生成段階では、音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する。音源信号は、音響感知部の位置する音響感知部面で感知された音響信号を分析処理して生成された、音源の位置する音源面での音響信号である。また、音源信号は、音源面の各支点別音響信号である。つまり、音源信号は、背景撮影段階で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。音質データ生成段階では、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する。音質データは、人が騒音だと認識する騒音因子を基準に生成したデータである。音源信号から生成される音質データも、画像データの各画素の位置に対応する画素別音質データを含む。ディスプレイ段階では、背景撮影段階で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示する。従って、本発明の音質表示方法は、音響信号から音質データを生成し、音源の位置する背景の画像データとオーバーレイして表示することができる。
従って、本願請求項２７に関する発明であるプログラムを記録したコンピューターで読める媒体は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。また、画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音源の音質に対する情報を使用者が騒音情報だと容易に認識することができる。
請求項２８に関する発明である音響カメラは、支持部材、支持部材上に設置される胴体部材、胴体部材の正面中央に設置されるカメラ、胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなすマイクロフォン支持アーム、及びマイクロフォン支持アームの正面に配置される複数のマイクロフォンとを含む。
請求項２８に関する発明である音響カメラは、支持部材、胴体部材、カメラ、マイクロフォン支持アーム及びマイクロフォンとを含む。ここで、マイクロフォン支持アームが螺旋形をなすことによって、マイクロフォンも螺旋形に配列される。また、マイクロフォンを螺旋形に配列することによって、音響感知の性能を向上させることができる。また、一体ではなく、分離された複数のマイクロフォン支持アームを設置することによって、製造費用を減少させることができ、音響カメラの重さを減らすことができる。また、カメラを胴体部材の正面中央に設置することによって、撮影する背景の空間的な位置と感知する音響の空間的な位置を一致させることができる。
従って、請求項２８に関する発明である音響カメラは、音響をうまく感知することができ、背景をうまく撮影することができる。また、製造費用と製造時間を減らすことができ、携帯性を増加させることができる。
請求項２９に関する発明である音響カメラは、請求項２８に関する発明において、マイクロフォンが４個以上４８個以下である。
請求項２９に関する発明である音響カメラは、マイクロフォンの個数を４個以上にすることによって、感知性能を向上させることができる。また、マイクロフォンの個数を４８個以下にすることによって、製造費用の上昇と動作時の処理時間のディレーを抑えることができる。
従って、請求項２９に関する発明である音響カメラは、音響をよりよく感知することができる。
請求項３０に関する発明である音響カメラは、請求項２８または請求項２９に関する発明において、マイクロフォンが、支持部材を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または少なくとも二つ以上の面上に配置される。
請求項３０に関する発明である音響カメラは、マイクロフォンを、支持部材を正面から見た時、一つの面上に配置するか、または二つ以上の面上に配置する。これによって、音響感知対象によるマイクロフォンアレイの自由度を高めることができる。また、立体的に音響を感知することができて、音響感知性能を向上させることができる。
従って、請求項３０に関する発明である音響カメラは、音響をよりよく感知することができる。
請求項３１に関する発明である音響カメラは、請求項２８または請求項２９に関する発明において、マイクロフォン支持アームが４個以上８個以下である。
請求項３１に関する発明である音響カメラは、マイクロフォン支持アームを４個以上にすることによって、螺旋形構造を維持することができ、十分な個数のマイクロフォンをマイクロフォン支持アームに配置することができる。また、マイクロフォン支持アームを８個以下にすることによって、製造費用の上昇を抑えることができる。
従って、請求項３１に関する発明である音響カメラは、音響の感知がうまくでき、音響感知部の製造費用を減らすことができる。
請求項３２に関する発明である音響カメラは、請求項２８または請求項２９に関する発明において、マイクロフォン支持アームが前方または後方のいずれか一方に畳める。
請求項３２に関する発明である音響カメラは、マイクロフォン支持アームが前方または後方のいずれか一方に畳まれる。ここで、畳まれる角度は、概略前方に９０℃で、後方に９０℃である。
従って、請求項３２に関する発明である音響カメラは、携帯性を向上させることができる。
以上のような本発明に対する構成、作用、効果以外の具体的な事項は、後述する実施例及び図面に含まれている。本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になるだろう。明細書の全体にかけて同一参照符合は同一構成要素を指す。
以上でのように、本発明は、人が騒音だと認識する騒音因子を基準にして音質データを生成し、音源の位置する背景の画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができるという効果がある。
また、本発明は、多様な騒音因子を基準にして音質データを生成することによって、騒音を多様な側面で測定することができるという効果がある。
以下では、本発明による具体的な実施例を添付の図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例による音質表示装置を説明するための図面である。
図１に示したとおり、本発明の一実施例による音質表示装置１００は、音響感知部１１０、背景撮影部１２０、音源信号生成部１３０、音質データ生成部１４０及びディスプレイ部１５０とを含む。
音響感知部１１０は、音源から発生する音響を感知する。具体的に、音響感知部１１０は、音源に対して所定の距離をおいた位置で、音源から発生する音響を入力して感知する。音響を感知することによって、音響感知部の位置する面、つまり音響感知部面での音響信号が生成される。また、音響感知部１１０は、音響を感知する複数のマイクロフォンを含む。音響感知部１１０は、複数のマイクロフォンで音響を感知するので、音源から発生する音響をうまく感知することができる。マイクロフォンの個数は、音響感知対象、音響感知環境などによって異なり得る。また、音響感知部１１０は、支持部材、支持部材上に設置された胴体部材、胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなすマイクロフォン支持アーム及びマイクロフォン支持アームの正面に配置される複数のマイクロフォンとを含む。ここで、マイクロフォンの個数は、４個以上４８個以下であるのが好ましく、マイクロフォン支持アームは、４個以上８個以下であるのが好ましい。また、マイクロフォンは、音響感知部１１０を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または少なくとも二つの面上に配置可能である。また、マイクロフォン支持アームは、前方または後方のいずれか一方に畳むことができる。音響感知部１１０に関するより詳細な説明は、本発明の一実施例による音響カメラを示す図２及び図３を介して記述する。
背景撮影部１２０は、音源の位置する背景を撮影する。具体的に、背景撮影部１２０は、音源に対して所定の距離をおいた位置で音源の背景を撮影する。背景を撮影することによって、背景の画像データが生成される。また、背景撮影部１２０はカメラを含む。カメラは、音響感知部１１０の胴体部材の正面中央に設置されることによって、以後のディスプレイ部１５０で音源の位置する背景の画像データと音響の音質データとを表示する時、重なる部分を一致させることができる。つまり、背景撮影部１２０が音源の位置する背景をうまく撮影することができる。背景撮影部１２０に関するより詳細な説明は、後述する図２及び図３を介して記述することにする。
音源信号生成部１３０は、音響感知部１１０で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する。音源信号は、音響感知部面で感知された音響信号を分析処理して生成される、音源面での音響信号である。また、音源信号は、音源面の各支点別音響信号である。つまり、音源信号は、背景撮影部１２０で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。例えば、背景撮影部１２０で撮影された画像データが１０２４＊７６８個の画素の解像度を有したデータなら、音源信号は、１０２４＊７６８個の各画素の位置に対応する１０２４＊７６８個の音圧レベル情報を含む。
また、音源信号生成部１３０は、分析処理を周波数領域分析を利用して行う。つまり、音源信号は、周波数領域分析処理して生成される音源信号を含む。音源信号生成部１３０は、周波数領域分析のための方法の一つとして、フーリエ変換方法、ビームフォーミング方法または逆フーリエ変換方法を使用する。ここで、感知された音響信号は、ビームフォーミングによって音源面での音響信号、つまり音源に音響感知部を直接設置して感知した場合のような信号である音源信号に生成される。本発明の一実施例では、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換だけでなく、音響信号の周波数領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。
また、音源信号生成部１３０は、分析処理を時間領域分析を利用して行う。つまり、音源信号は、時間領域分析処理して生成される音源信号を含む。音源信号生成部１３０は、時間領域分析のための方法の一つとして、時間領域の逆フィルタリング方法を使用する。本発明の一実施例では、時間領域の逆フィルタリングだけでなく、時間領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。また、本発明の一実施例では、信号処理に周波数領域分析と時間領域分析とを共に使用することも可能である。
音質データ生成部１４０は、音源信号を信号処理して音源面での音質データを生成する。音質データは、人が騒音だと認識する騒音因子を基準に信号処理して生成されたデータである。音源信号から生成される音質データも、画像データの各画素の位置に対応する画素別音質データを含む。従って、音質データは、ディスプレイ部１５０の二次元画面上に音質データを表示することのできる空間的な情報を含むことになる。また、音質データは定量的因子を含む。例えば、ラウドネス、シャープネス、ラフネス、フラクチュエイションストレングス、モジュレーションデプス、トナリティーなどを含む。ラウドネスは音響の大きさに対する知覚量で、シャープネスは音響の鋭さに対する知覚量で、ラフネスは音響の荒さに対する知覚量で、フラクチュエイションストレングスとモジュレーションデプスは音響の変化に対する知覚量で、トナリティーは音響の調性に対する知覚量である。このように、これら因子は、音質データを定量的に表現したもので、各々が騒音レベルの高低を判断する基準となる騒音因子である。
ディスプレイ部１５０は、背景撮影部１２０で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示する。ここで、音質データは音質スペクトラムデータを含む。つまり、音質データがスペクトラム化された、つまり音質データの音質レベルによってお互い異なる色で表示される音質スペクトラムデータを含み、これを背景データと共に表示する。また、ディスプレイ部１５０は、音響感知部１１０で感知した音響と背景撮影部１２０で撮影した背景とを実時間で表示することによって、音響の感知とほとんど同時に音質画像データを表示することができる。また、ディスプレイ部１５０は、背景の画像が投影されるようにスペクトラムを背景の画像上に表示する。これによって、背景から騒音源の位置を人間の肉眼で認識することができる。また、ディスプレイ部１５０は、音質画像データを停止画像で表示したり、動画像で表示する。従って、停止画像を分析して騒音源の位置情報を正確に得ることができ、動画像を分析して騒音源から発生される騒音の変化傾向を知ることができる。本発明の一実施例では、音質データをスペクトラム化して表示したが、音質データを視覚化して表示することのできる方法として他の方法を使用してもかまわない。例えば、音質データの音質レベルを数字で表示することも可能である。
このように、本発明の一実施例による音質表示装置は、感知された音響信号から音質データを生成し、音源の位置する背景の画像データと音質データとをオーバーレイして表示することができる。従って、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。また、画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音源の音質に対する情報を使用者が騒音情報だと容易に認識することができるようになる。
図２は、本発明の一実施例による音響カメラを説明するための図面である。
図２に示したとおり、本発明の一実施例による音響カメラ２００は、支持部材２１０、胴体部材２２０、カメラ２３０、マイクロフォン支持アーム２４０及びマイクロフォン２５０とを含む。
支持部材２１０は音響カメラを支持する。具体的に、支持部材２１０は、地面に対して支持部材２１０上に設置される胴体部材２２０とカメラ２３０とマイクロフォン支持アーム２４０とマイクロフォン２５０とを支持する。
胴体部材２２０は支持部材２１０上に設置される。胴体部材２２０には、カメラ２３０とマイクロフォン支持アーム２４０とが設置される。胴体部材２２０には、カメラ２３０で撮影した背景とマイクロフォン２５０で感知した音響とを電子信号に変換する、つまり背景の画像データを生成し、音響の音響信号を生成する電子信号生成部材が設置されるのが可能である。
カメラ２３０は、胴体部材２２０の正面中央に設置される。カメラ２３０は、胴体部材２２０の正面に対向する音源の位置する背景を撮影する。カメラの個数は、一つに限定されるものではなく、音響感知対象、音響感知環境などによってその個数を異ならせることができる。
マイクロフォン支持アーム２４０は、胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなす。マイクロフォン支持アーム２４０が螺旋形をなすことによって、マイクロフォン２５０も螺旋形に配列される。音源の位置する背景に対向する面にマイクロフォン２５０が螺旋形に配列されることによって、音響をうまく感知するための各マイクロフォン２５０の位置及び音響をうまく感知するためのマイクロフォン２５０間の距離を最適化することができる。これによって、音響感知性能が高まり、感知された音響信号を分析処理して、音源面での音源信号を正確に生成することができる。つまり、複数のマイクロフォン支持アーム２４０が螺旋形をなすことによって、マイクロフォン２５０アレイの最適化設計が可能になる。また、マイクロフォン支持アーム２４０は、一体ではない、分離された複数の支持アームをなすことによって、製造費用を減少させることができ、音響カメラ２００の重さを減らすことができる。また、マイクロフォン支持アーム２４０は、支持アーム各々が前方または後方に曲がり、支持部材２１０を正面から見た時、マイクロフォン２５０が一つの面上に配置されたり、または二つ以上の面上に配置されるようにすることができる。これによって、音響感知対象によってマイクロフォンアレイの自由度を高めることができる。また、立体的に音響を感知することができ、音響感知性能を向上させることができる。また、マイクロフォン支持アーム２４０は、曲がることに加え、前方または後方のいずれか一方に畳まれることによって、音響カメラ２００の携帯性を向上させることができる。畳まれる角度は、概略前方に９０℃で、後方に９０℃である。また、マイクロフォン支持アーム２４０は、その個数を４個以上にすることによって、螺旋形構造を維持することができ、十分な個数のマイクロフォン２５０を配置することができる。また、マイクロフォン支持アーム２４０は、その個数を８個以下にすることによって、製造費用の上昇を抑えることができる。
マイクロフォン２５０は、複数にマイクロフォン支持アーム２４０の正面に配置される。マイクロフォン２３０は、胴体部材２２０の正面に対向する音源から発生される音響を感知する。カメラ２２０を胴体部材の正面中央に設置し、マイクロフォン２５０をマイクロフォン支持アーム２４０の正面に配置することによって、撮影する背景の空間的な位置と感知する音響の空間的な位置を一致させることができる。また、マイクロフォン２５０は、その個数を４個以上にすることによって、感知性能を向上させることができる。また、マイクロフォン２５０は、その個数を４８個以下にすることによって、製造費用の上昇と動作時の処理時間のディレーを抑えることができる。
従って、本発明の一実施例による音響カメラ２００は、音響をうまく感知することができ、背景をうまく撮影することができる。また、製造費用と製造時間を減らすことができる。
図３は、本発明の一実施例による音響カメラのマイクロフォンを畳んだ状態を示した図面である。
図３に示したとおり、本発明の一実施例によるマイクロフォン支持アーム２４０は、曲がることに加え、前方または後方のいずれか一方に畳まれることによって、音響カメラ２００の携帯性を向上させることができる。畳まれる角度は、概略前方に９０℃で、後方に９０℃である。音響カメラ２００は、畳んだ状態でも音響感知と背景撮影が可能である。
図４は、本発明の一実施例による音質表示方法を説明するための図面である。
図４に示したとおり、本発明の一実施例では、まず音源から発生する音響を感知する(Ｓ４１０)。これと共に、音源の位置する背景を撮影する(Ｓ４２０)。
次に、音響感知段階(Ｓ４１０)で感知された音響信号を分析処理して、音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する(Ｓ４３０)。音源信号は、音響感知部の位置する音響感知部面で感知された音響信号を分析処理して生成された、音源の位置する音源面での音響信号である。また、音源信号は、音源面の各支点別音響信号である。つまり、音源信号は、背景撮影段階で撮影された画像データの各画素の位置に対応する画素別音圧レベル情報などを含む。音源信号を生成する音源信号生成段階(Ｓ４３０)に対するより詳細な説明は、後述する図５及び図６を介して記述する。
次に、音源信号を信号処理して、音源面での音質データを生成する(Ｓ４４０)。音質データは、人が騒音だと認識する騒音因子を基準に生成したデータである。音源信号から生成される音質データまたは画像データの各画素の位置に対応する画素別音質データを含む。音質データを生成する音質データ生成段階(Ｓ４４０)に対するより詳細な説明は、後述する図７及び図９を介して記述する。
次に、背景撮影段階(Ｓ４１０)で撮影された背景の画像データと音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示する(Ｓ４５０)。音質画像データを表示するディスプレイ段階(Ｓ４５０)では、音響感知段階(Ｓ４１０)で感知した音響と背景撮影段階(Ｓ４２０)で撮影した背景とを実時間で表示することによって、音響の感知とほぼ同時に音質画像データを表示することができる。また、ディスプレイ段階(Ｓ４５０)では、背景の画像が投影されるようにスペクトラムを背景の画像上に表示する。これによって、背景から騒音源の位置を人間の肉眼で認識することができる。また、ディスプレイ段階(Ｓ４５０)では、音質画像データを停止画像で表示するか、動画像で表示する。従って、停止画像を分析して騒音源の位置情報を正確に得ることができ、動画像を分析して騒音源から発生される騒音の変化傾向を知ることができる。本発明の一実施例では、音質データをスペクトラム化した、つまり音質データの音質レベルによってお互い異なる色で表示される音質スペクトラムデータを含む。ここで、本発明の音質データは、音質スペクトラムデータだけでなく、音質データの音質レベルを表示することのできるデータ、例えば音質データの音質レベルを数字で表示可能な音質数字データを含んでもかまわない。
このように、本発明の一実施例による音質表示方法は、音響信号から音質データを生成し、音源の位置する背景の画像データと音質データとをオーバーレイして表示することができる。従って、本発明の一実施例による音質表示方法は、騒音の発生する騒音源の位置を正確に表示することができる。また、画像データと音質データとをオーバーレイして表示することによって、騒音源の音質に対する情報を使用者が騒音情報だと容易に認識することができる。
図５は、本発明の一実施例による音質表示方法の音源信号生成段階を説明するための図面である。
図５に示したとおり、本発明の一実施例による音質表示方法の音質信号生成段階(Ｓ４３０)では、フーリエ変換段階(Ｓ５１０)、ビームフォーミング段階(Ｓ５２０)及び逆フーリエ変換段階(Ｓ５３０)とを含む周波数領域分析方法を利用して音源信号を生成する。つまり、音源信号は、周波数領域分析処理して生成される音源信号を含む。ここで、感知された音響信号は、ビームフォーミングによって音源面での音響信号、つまり音源に音響感知部を直接設置して感知した場合のような信号である音源信号に生成される。本発明の一実施例では、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換だけでなく、音響信号を周波数領域分析するためのものなら他の方法を利用してもかまわない。
図６は、本発明の他の実施例による音質表示方法の音源信号生成段階を説明するための図面である。
図６に示したとおり、本発明の他の実施例による音質表示方法の音源信号生成段階(Ｓ４３０)では、時間領域の逆フィルタリング段階(Ｓ６１０)を含む時間領域分析方法を利用して音源信号を生成する。つまり、音源信号は、時間領域分析処理して生成される音源信号を含む。本発明の一実施例では、時間領域の逆フィルタリングだけでなく、時間領域分析のためのものなら他の方法を使用してもかまわない。また、本発明の一実施例では、信号処理に周波数領域分析と時間領域分析とを共に使用してもかまわない。
このように、音源信号生成段階(Ｓ４３０)を介して音源面でのタイムシグナル(time signal)である音源信号が生成される。次に、音質データ生成段階(Ｓ４４０)では、音源信号を信号処理して音質データを生成する。音質データは、感知された音響の物理量から、人が騒音だと認識する騒音因子に対する知覚量で定量的に表現したデータである。騒音因子別音質データ生成方法を次の図７乃至図９を介して説明する。
図７は、本発明の一実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。図７では、ラウドネスを定量的騒音因子として音源信号を音質データに生成する信号処理段階を示している。
まず、音源信号を１/３オクターブ帯域を利用して分析処理する(Ｓ７１０)。
次に、１/３オクターブ帯域に合うように音源信号にラウドネス加重値を適用する(Ｓ７２０)。
次に、所定のラウドネスインデックスで、音源信号の周波数帯域レベルによるラウドネスインデックスを決定し、全体ラウドネスを計算する(Ｓ７３０)。
これによって、音質データは、ラウドネスの単位であるホン(phon)によって、音響の大きさに対する知覚量を定量的に表現することができる。
図８及び図９は、本発明の他の実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。図８では、モジュレーションデプスを定量的騒音因子にして音源信号を音質データに生成する信号処理段階を示しており、図９では、図８の方法で処理される音源信号を示している。
音源信号は、図８及び図９に示したとおり、帯域通過フィルタリング段階(Ｓ８１０)、ヒルベルト変換(Hilbert Transform)段階（Ｓ８２０）、分析的な信号(Analytic Signal)処理段階(Ｓ８３０)、エンベロープ(Envelope)段階(Ｓ８４０)、帯域通過フィルタリング段階(Ｓ８５０)、音圧大きさ段階(Ｓ８６０)及びモジュレーションデプス生成段階(Ｓ８７０)とを介して音質データに生成される。
ここで、振幅変調において、モジュレーションデプスは、変調された搬送波が最小値に到達する振幅逸脱に対する変調されていない搬送振幅の比率で言及される。もし、この最小値が０なら、モジュレーションデプスは１００％である。
これによって、音質データは、モジュレーションデプスによって、音響の変化に対する知覚量を定量的に表現することができる。
図１０は、本発明のまたちがう実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。図１０では、トナリティーを定量的騒音因子にして音源信号を音質データに生成する信号処理段階を示している。
音源信号は、図１０に示したとおり、音調成分検出段階（Ｓ１０１０）、トーンの大きさ演算段階(Ｓ１０２０)、広帯域の大きさ演算段階(Ｓ１０３０)、音調の大きさ演算段階(Ｓ１０４０)及びトナリティー生成段階(Ｓ１０５０)とを介して音質データに生成される。
これによって、音質データは、トナリティーによって、音響の調性に対する知覚量を定量的に表現することができる。
図１１は、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される音質画像を示した図面である。
図１１に示したスピーカーからは音楽が流れ、缶には鉄の玉が入っており、これを振ることによってからんからんと音が発生している状況である。この場合、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される音質画像は、スピーカーの位置する部分には如何なるスペクトラムも表示されず、缶の位置する部分には音質スペクトラムが缶を中心に赤い色で表示され、その周辺に向かうにつれ黄色、緑及び青に表示される。ここで、スペクトラムの色は音質データの音質レベル、つまり騒音レベルが高いほど可視光線スペクトラムで赤い方の色で表示されるように設置されており、騒音レベルが低いほど可視光線スペクトラムで紫の方の色で表示されるように設定されている。また、騒音レベルが０である場合、音質データが無色に表示されるように設定されている。この時の音質データの因子はモジュレーションデプスである。
このように、本発明の一実施例では、缶から発生する音だけを正確に騒音に表示するので、使用者は騒音源の位置を正確で容易に探すことができ、騒音源から発生する騒音の騒音程度を正確かつ簡単に測定することができる。
図１２は、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される他の音質画像を示す図面である。
図１２に示された自動車ドアの正面の右端下方に設置された低音スピーカーからは大きな音楽が流れ、自動車のドアの右側面に緩く嵌められたボルトからは、スピーカーが振動することによってカタカタという振動音が発生している状況である。この場合、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される音質画像は、スピーカーの位置する部分には音質スペクトラムが緑と青で表示され、ボルトの位置する部分には音質スペクトラムがボルトを中心に赤い色で表示され、その周辺に向かうほど黄色、緑及び青で表示される。この時の音質データの因子は、モジュレーションデプスである。従って、スピーカーの位置する部分に音質スペクトラムが表示される理由は、スピーカーから流れる音楽のせいではなく、スピーカーの振動音によるものであることが分かる。
このように、本発明の一実施例では、自動車のドアから振動音、特にボルトから発生する音だけを正確に騒音に表示するので、使用者は騒音源の位置を正確かつ容易に探すことができ、騒音源から発生する騒音の騒音程度を正確かつ簡単に測定することができる。
図１３は、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法により表示されるまたちがう音質画像を示す図面である。
図１３に示された自動車ドアの正面の右端下方に設置されたスピーカーからは大きな音楽が流れ、自動車ドアの正面の左端下方にドアと若干の間隔をおいて設置された白いプラスチック部材からは、スピーカーが振動することによってガタガタという振動音が発生している状況である。この場合、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される音質画像は、スピーカーの位置する部分は音質スペクトラムが緑と青で表示され、プラスチック部材の位置する部分は音質スペクトラムがプラスチック部材を中心に赤で表示され、その周辺に向かうほど黄色、緑及び青で表示される。この時の音質データの因子は、モジュレーションデプスである。従って、図１３でもスピーカーの位置する部分に音質スペクトラムが表示される理由は、スピーカーから流れる音楽のせいではなく、スピーカーの振動音によるものであることが分かる。
このように、本発明の一実施例では、自動車のドアから振動音、特にプラスチック部材から発生する音だけを正確に騒音に表示するので、使用者は騒音源の位置を正確かつ容易に探すことができ、騒音源から発生する騒音の騒音程度を正確かつ容易に測定することができる。
図１４は、本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示されるまたちがう音質画像を示した図面である。具体的に、図１４は、コンピューターから発生する音響を感知してモジュレーションデプスを定量的な因子にして音質画像を表示したものである。図１４の音質スペクトラムは、コンピューターで騒音が最もひどく発生するファン(fan)を正確に騒音源に表示している。
このように、上述した本発明の技術的な構成は、本発明の属する技術分野の当業者が、本発明のその技術的な思想や必需的特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施することができるということが分かる。
よって、以上で記述した実施例たちは、全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解されなければならず、本発明の範囲は、前記の詳細な説明よりは、特許請求の範囲によって明確になり、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出される全ての変更または変形された形態は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
（索引語）
音質表示装置、マイクロフォン、カメラ、音質画像、スペクトラム。
図１は本発明の一実施例による音質表示装置を説明するための図面である。 図２は本発明の一実施例による音響カメラを説明するための図面である。 図３は本発明の一実施例による音響カメラのマイクロフォンを畳んだ状態を示した図面である。 図４は本発明の一実施例による音質表示方法を説明するための図面である。 図５は本発明の一実施例による音質表示方法の音源信号生成段階を説明するための図面である。 図６は本発明の他の実施例による音質表示方法の音源信号生成段階を説明するための図面である。 図７は本発明の一実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。 図８は本発明の他の実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。 図９は本発明の他の実施例による音質表示方法の音質データ生成段階を説明するための図面である。 図１０は本発明のまたちがう実施例による音質表示方法の音質データの生成段階を説明するための図面である。 図１１は本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される音質画像を示した図面である。 図１２は本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示される他の音質画像を示した図面である。 図１３は本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示されるまたちがう音質画像を示した図面である。 図１４は本発明の一実施例による音質表示装置及び音質表示方法によって表示されるまたちがう音質画像を示した図面である。
符号の説明
１００ 音質表示装置
１２０ 背景撮影部
１１０ 音響感知部
１３０ 音源信号生成部
１４０ 音質データ生成部
１５０ ディスプレイ部
２００ 音響カメラ
２１０ 支持部材
２２０ 胴体部材
２３０ カメラ
２４０ マイクロフォン支持アーム
２５０ マイクロフォン

Claims (32)

  1. 音源から発生する音響を感知する音響感知部；
    前記音源の位置する背景を撮影する背景撮影部；
    前記音響感知部で感知された音響信号を分析処理して、前記音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成部；
    前記音源信号を信号処理して、前記音源面での音質データを生成する音質データ生成部；及び
    前記背景撮影部で撮影された背景の画像データと前記音質データとをオーバーレイ(over lay)して生成した音質画像データを表示するディスプレイ部；
    とを含む音質表示装置。
  2. 前記音質データは、定量的因子として、ラウドネス(loudness)、シャープネス(sharpness)、ラフネス(roughness)、フラクチュエイションストレングス(fluctuation strength)、モジュレーションデプス(modulation depth)またはトナリティー(tonality)とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音質表示装置。
  3. 前記音源信号は、周波数領域分析処理して生成される音源信号を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音質表示装置。
  4. 前記周波数領域分析処理は、フーリエ変換(Fourier Transform)、ビームフォーミング(Beamforming)または逆フーリエ変換(Inverse Fourier Transform)とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の音質表示装置。
  5. 前記音源信号は、時間領域分析処理して生成される音源信号を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音質表示装置。
  6. 前記時間領域分析処理は、時間領域の逆フィルタリング(Inverse Filtering)を含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の音質表示装置。
  7. 前記音響感知部は、前記音響を感知する複数のマイクロフォンを含み、前記背景撮影部は、前記背景を撮影するカメラを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音質表示装置。
  8. 前記音響感知部は、支持部材、前記支持部材上に設置された胴体部材、前記胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、前記胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなすマイクロフォン支持アーム及び前記マイクロフォン支持アームの正面に配置される複数のマイクロフォンとを含み、
    前記背景撮影部は、前記胴体部材の正面中央に設置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第７項に記載の音質表示装置。
  9. 前記マイクロフォンは、４個以上４８個以下であることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の音質表示装置。
  10. 前記マイクロフォンは、前記音響感知部を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または少なくとも二つ以上の面上に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の音質表示装置。
  11. 前記マイクロフォン支持アームは、４個以上８個以下であることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の音質表示装置。
  12. 前記マイクロフォン支持アームは、前方または後方のいずれか一方に畳めることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の音質表示装置。
  13. 前記音質データは、音質スペクトラムデータを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音質表示装置。
  14. 前記ディスプレイ部は、前記音質画像データを実時間で表示することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第１３項に記載の音質表示装置。
  15. 前記ディスプレイ部は、前記背景の画像が投影されるように、前記スペクトラムを前記背景の画像上に表示することを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の音質表示装置。
  16. 前記ディスプレイ部は、前記音質画像データを停止画像または動画像のいずれか一つで表示することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第１３項に記載の音質表示装置。
  17. 音源から発生する音響を感知する音響感知段階；
    前記音源の位置する背景を撮影する背景撮影段階；
    前記音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、前記音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成段階；
    前記音源信号を信号処理して、前記音源面での音質データを生成する音質データ生成段階；及び
    前記背景撮影段階で撮影された背景の画像データと前記音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ段階；
    とを含むことを特徴とする音質表示方法。
  18. 前記音質データは、定量的因子として、ラウドネス、シャープネス、ラフネス、フラクチュエイションストレングス、モジュレーションデプスまたはトナリティーとを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の音質表示方法。
  19. 前記音源信号は、周波数領域分析処理して生成される音源信号を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の音質表示方法。
  20. 前記周波数領域分析処理は、フーリエ変換、ビームフォーミングまたは逆フーリエ変換とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１９項に記載の音質表示方法。
  21. 前記音源信号は、時間領域分析処理して生成される音源信号を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の音質表示方法。
  22. 前記時間領域分析処理は、時間領域の逆フィルタリングを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２１項に記載の音質表示方法。
  23. 前記音質データは、音質スペクトラムデータを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の音質表示方法。
  24. 前記ディスプレイ段階では、前記音質画像データを実時間で表示することを特徴とする特許請求の範囲第１７項または第２３項に記載の音質表示方法。
  25. 前記ディスプレイ段階では、前記背景の画像が投影されるように、前記スペクトラムを前記背景の画像上に表示することを特徴とする特許請求の範囲第２３項に記載の音質表示方法。
  26. 前記ディスプレイ段階では、前記音質画像データを停止画像または動画像のいずれか一つで表示することを特徴とする特許請求の範囲第１７項または第２３項に記載の音質表示方法。
  27. 音源から発生する音響を感知する音響感知段階；
    前記音源の位置する背景を撮影する背景撮影段階；
    前記音響感知段階で感知された音響信号を分析処理して、前記音源の位置する音源面での音響信号である音源信号を生成する音源信号生成段階；
    前記音源信号を信号処理して、前記音源面での音質データを生成する音質データ生成段階；及び
    前記背景撮影段階で撮影された背景の画像データと前記音質データとをオーバーレイして生成した音質画像データを表示するディスプレイ段階；
    を実行させるための音質表示プログラムを記録したコンピューターで読める媒体。
  28. 支持部材；
    前記支持部材上に設置される胴体部材；
    前記胴体部材の正面中央に設置されるカメラ；
    前記胴体部材の外周面にお互い間隔をおいて設置され、前記胴体部材を正面から見た時、螺旋形をなすマイクロフォン支持アーム；及び
    前記マイクロフォン支持アームの正面に配置される複数のマイクロフォン；
    とを含むことを特徴とする音響カメラ。
  29. 前記マイクロフォンは、４個以上４８個以下であることを特徴とする特許請求の範囲第２８項に記載の音響カメラ。
  30. 前記マイクロフォンは、前記支持部材を正面から見た時、一つの面上に配置されるか、または少なくとも二つ以上の面上に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第２８項または第２９項に記載の音響カメラ。
  31. 前記マイクロフォン支持アームは、４個以上８個以下であることを特徴とする特許請求の範囲第２８項または第２９項に記載の音響カメラ。
  32. 前記マイクロフォン支持アームは、前方または後方のいずれか一方に畳めることを特徴とする特許請求の範囲第２８項または第２９項に記載の音響カメラ。
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