JP2012078448A - Information processor and noise canceling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報処理装置及びノイズキャンセル方法に関し、特に、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカの距離が離れた装置における情報処理装置及びノイズキャンセル方法に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus and a noise canceling method, and more particularly to an information processing apparatus and a noise canceling method in an apparatus in which a distance between a noise source and a noise canceling speaker is separated.
騒音やノイズを消音する技術として、マイクにより騒音を検出してその波形を解析し、解析結果に基づいて騒音と逆位相の波形の逆位相音をスピーカから発生させることが知られている。 As a technique for silencing noise and noise, it is known to detect noise with a microphone, analyze the waveform, and generate a reverse phase sound of a waveform opposite to the noise from the speaker based on the analysis result.
特許文献1には、上記技術を捕虫器に応用し、羽虫を電撃格子で捕らえたときに発生する破裂音を該破裂音の逆位相音をスピーカから発生させることによって消音し、破裂音による不快感を解消させる技術が開示されている。
In
上述のようなノイズキャンセリング技術は、ヘッドフォンにも応用されている。ノイズキャンセラヘッドフォンは、外界のノイズを検出し、該ノイズの逆位相音をヘッドフォンから発生させて消音する。 The noise canceling technology as described above is also applied to headphones. The noise canceller headphone detects noise in the outside world and generates a reverse phase sound of the noise from the headphone to mute the sound.
しかしながら、ノイズキャンセラヘッドフォンが有効なのは、ノイズ源、スピーカ及びユーザが、それぞれ所定の位置に限定されているからである。ノイズキャンセラヘッドフォンは、スピーカがヘッドフォンであるので、ノイズはいったんヘッドフォンであるスピーカ部分を通って装着者の音を感じ取る器官に入る。したがって、スピーカとノイズ源がほぼ同じ位置にあると見なせ、そこから装着者の音を感じ取る器官までの距離も同一であるので、ノイズキャンセリング技術が有効である。 However, the noise canceller headphone is effective because the noise source, the speaker, and the user are limited to predetermined positions. In the noise canceller headphone, since the speaker is a headphone, the noise once enters the organ that senses the sound of the wearer through the speaker portion that is the headphone. Therefore, it can be considered that the speaker and the noise source are located at substantially the same position, and the distance from there to the organ that senses the wearer's sound is also the same, so the noise canceling technique is effective.
ところが、同じようにノイズキャンセリング技術をパーソナルコンピュータシステム(以下、PCシステム)に適用しようとしても、ノイズ源とスピーカの位置は異なり、また、ノイズと逆位相音を聴取する聞き手の位置も変化しうる。なお、PCシステムにおけるノイズ源は、CPUファンの風切り音やHDD等の動作音である。 However, even if the noise canceling technology is applied to a personal computer system (hereinafter referred to as a PC system) in the same way, the positions of the noise source and the speaker are different, and the position of the listener who listens to the noise and the antiphase sound also changes. sell. Note that a noise source in the PC system is a wind noise from a CPU fan or an operation sound from an HDD or the like.
ノイズ源とスピーカの位置が同一でない場合、逆位相音でノイズを消音しようとしても聞き手の位置によっては、かえってノイズが増幅される可能性がある。 If the position of the noise source and the speaker are not the same, there is a possibility that the noise may be amplified depending on the position of the listener even if the noise is silenced by the antiphase sound.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカとが離れた装置において、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能な情報処理装置及びノイズキャンセル方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a device in which a noise source and a noise-cancelling speaker are separated from each other, information that can exert a noise-cancelling effect even if the position of the listener changes. It is an object of the present invention to provide a processing device and a noise canceling method.
上記目的を達成するために、本発明は、第1の態様として、可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカとを有する情報処理装置であって、該情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定手段と、前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶手段と、前記雑音を取得するマイクと、前記マイクが取得した前記雑音の位相を所定量だけ補正する位相補正手段と、前記記憶手段が記憶する前記ノイズ源の位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶手段が記憶する前記スピーカの位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、前記所定量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする、情報処理装置を提供するものである。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus having a noise source that generates audible band noise and a speaker that outputs audible band sound. Position specifying means for specifying the position of a user who uses the apparatus, storage means for storing the position of the noise source and the position of the speaker, a microphone for acquiring the noise, and a phase of the noise acquired by the microphone From the position of the noise source stored by the storage unit to the position of the user specified by the position specifying unit, and the position of the speaker stored by the storage unit Provided is an information processing apparatus comprising correction amount calculation means for calculating the predetermined amount based on a distance to the user position specified by the position specifying means. Is shall.
また、上記目的を達成するために、本発明は、第2の態様として、可聴帯域の雑音を発生するノイズ源と、可聴帯域の音声を出力するスピーカと、前記雑音を取得するマイクとを有する情報処理装置によるノイズキャンセル方法であって、前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶工程と、前記情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定工程と、前記記憶工程により記憶した前記ノイズ源の位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶工程により記憶した前記スピーカの位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、所定の補正量を計算する補正量計算工程と、前記マイクが取得した前記雑音の位相を前記所定の補正量だけ補正する位相補正工程と、を含むことを特徴とする、ノイズキャンセル方法を提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes, as a second aspect, a noise source that generates audible band noise, a speaker that outputs audible band sound, and a microphone that acquires the noise. A noise canceling method by an information processing device, the storing step storing the position of the noise source and the position of the speaker, the position specifying step specifying the position of the user who uses the information processing device, and the storing step The distance from the position of the noise source stored by the position to the user position specified by the position specifying step and the position of the speaker stored by the storage step to the position of the user specified by the position specifying step And a correction amount calculating step for calculating a predetermined correction amount based on the distance of the noise, and the phase of the noise acquired by the microphone by the predetermined correction amount Characterized in that it comprises a phase correction step forward to, and is intended to provide a noise cancellation method.
本発明によれば、ノイズ源とノイズキャンセリング用スピーカとが離れた装置において、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能な情報処理装置及びノイズキャンセル方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, there is provided an information processing apparatus and a noise canceling method capable of exerting a noise canceling effect even if a listener's position is changed in a device in which a noise source and a noise canceling speaker are separated. Is possible.
以下、本発明を実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1に、本実施形態の外観構成例を示す。
本実施形態に係る情報処理装置1は、図示のように、例えばノート型パーソナルコンピュータ(以下、ノートパソコン)として構成される。情報処理装置1は、カメラ104と、スピーカ105と、マイク106を備える。
In FIG. 1, the external appearance structural example of this embodiment is shown.
As illustrated, the
カメラ104と、スピーカ105と、マイク106は、いずれも公知のものでよいが、好ましくは、情報処理装置1に固着されていて所定の位置から動かないものがよい。スピーカ105は、後述するノイズキャンセル処理によってノイズの逆位相音を発生させるスピーカであり、ノイズキャンセリング用スピーカである。
The
また、情報処理装置1には、ノイズ源110が存在する。ノイズ源110は、ノイズを発生させる複数のデバイス(風切り音を発するCPUクーラーファンや動作音を発生させるHDD又は光学式ドライブ等)から想定される理念的な音源とする。
In addition, the
ノイズ源110の位置が本実施形態では問題となる。ノイズ源110は、例えば、ノイズを発生させる各デバイスの位置を、騒音の大きさにより重み付けして平均した場所に位置するものとしてもよい。ノイズ源110の位置は、各デバイスの位置が固定されているので、ノートパソコンの機種ごとに既知である。
The position of the
スピーカ105とユーザ(聞き手)の間の距離をL1とする。一方、ノイズ源110とユーザ(聞き手)の間の距離をL2とする。ユーザの位置は、より厳密には、両耳の中間点としてもよい。ユーザの位置は、さまざまに変わりうるので、L1とL2はユーザの位置に応じて変化しうる。
The distance between the
情報処理装置1は、図1に図示しないCPUやメモリ等の所定の情報処理を実行するハードウェアを内部に内蔵し、また、当該ハードウェアを利用して所定の情報処理を当該ハードウェアに実行させるソフトウェアプログラムもまた、有する。ソフトウェアプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されている。このようなハードウェアとソフトウェアプログラムの協働によって、本実施形態の制御部100が構成される。
The
図2に、本実施形態の機能構成を示す。
情報処理装置1は、図1で示したカメラ104とスピーカ105とマイク106とノイズ源110の他に、制御部100を備える。制御部100は、位置特定手段101と、逆位相音生成手段102と、位相ずれ補正手段103とを有する。
FIG. 2 shows a functional configuration of the present embodiment.
The
制御部100は、情報処理装置1全体を制御する機能を備える。とりわけ、制御部100は、アプリケーションを用いて音楽や映像コンテンツの再生処理をするときなどに、位置特定手段101と、逆位相音生成手段102と、位相ずれ補正手段103を用いてノイズキャンセル処理を実行する。
The
位置特定手段101は、カメラ104から入力される画像情報に基づいて、ユーザの位置を割り出し、位置情報として位相ずれ補正手段103に出力する。ユーザのカメラ104からの距離については、カメラ104のオートフォーカス機能により計測する。具体的には、カメラ104から入力される画像情報においてユーザの占める領域を特定して、特定した領域にピントを合わせる(換言すれば画像のピントを合わせる)ことにより測距する。ユーザの方向(カメラ104の正面を基準に上下左右のどの位置にあるか)については、カメラ104が撮像した画像を解析して割り出す。
The
位相ずれ補正手段103に出力される位置情報は、前述のスピーカ105とユーザの間の距離:L1と、ノイズ源110とユーザの間の距離:L2を計算するために用いられる。位置特定手段101がL1とL2を計算してもよい。
The positional information output to the phase
逆位相音生成手段102は、マイク106が集音し逆位相音生成手段102に入力するノイズ音に基づいて、ノイズ音とちょうど180度ずれの逆位相になるような0度〜360度の適したずれを計算し、逆位相音を生成する。
The antiphase
位相ずれ補正手段103は、逆位相音生成手段102が生成した逆位相音を、L1とL2に基づいて、ユーザの聴く位置で逆位相音がノイズ音とちょうど180度ずれの逆位相になるような0度〜360度の適したずれを計算し、逆位相音を補正する。また、位相ずれ補正手段103は、補正後の逆位相音をスピーカ105を用いてスピーカ105から出力する。
The phase
図3に、本実施形態におけるノイズキャンセル処理の手順を示す。
制御部100によりノイズキャンセル処理が開始されると、まず、カメラ104が作動する(ステップS101)。次に、位置特定手段101がカメラ104から入力される画像情報に基づいて、ユーザがいるか否かを判断する(ステップS102)。
FIG. 3 shows a procedure of noise cancellation processing in the present embodiment.
When the noise canceling process is started by the
ユーザがいると判断されると、位置特定手段101は、ユーザ位置を特定して、ユーザの位置情報を取得する(ステップS103)。取得した位置情報は、図示しない一時メモリ等にいったん記憶しておく。記憶しておく位置情報は、前回と今回取得したものを少なくとも記憶しておく。
If it is determined that there is a user, the
次に、位相ずれ補正手段103は、前回の位置情報と今回取得した位置情報とを比較して、ユーザの位置が以前と変わったか否かを判断する(ステップS104)。ユーザ位置に変更があると判断される場合は、ユーザの位置から位相ずれを計算する(ステップS105)。変更がないと判断される場合は位相ずれの計算はしない。
Next, the phase
位相ずれの計算は、具体的には、L1とL2の再計算をして、その差分に応じて、逆位相音生成手段102が生成した逆位相音の位相をずらす計算をするとよい。 Specifically, the phase shift may be calculated by recalculating L1 and L2, and shifting the phase of the antiphase sound generated by the antiphase sound generation means 102 according to the difference between them.
次に、位相ずれ補正手段103は、補正後の逆位相音を、スピーカ105を用いて発する(ステップS106)。
ステップS102からステップS106までのサイクルは、所定の周期で繰り返す。
なお、ノイズキャンセル処理のフローが初めて実行された場合は、ステップS104において以前の位置情報がないので(未定義)、必ず位相ずれを計算するようにするとよい。
Next, the phase shift correcting means 103 emits the corrected anti-phase sound using the speaker 105 (step S106).
The cycle from step S102 to step S106 is repeated at a predetermined cycle.
When the flow of noise cancellation processing is executed for the first time, there is no previous position information in step S104 (undefined), so it is preferable to always calculate the phase shift.
上述した本実施形態によれば、ノイズの逆位相音を発してノイズを軽減するノイズキャンセリング技術を情報処理装置に適用することが可能になる。 According to the above-described embodiment, it is possible to apply a noise canceling technique for reducing noise by emitting an antiphase sound of noise to an information processing apparatus.
また、本実施形態は、ノイズ源110とノイズキャンセリング用スピーカであるスピーカ105とが離れてはいるが、聴き手とノイズ源110の間の距離や聴き手とスピーカ105の間の距離に基づいて位相ずれ補正手段103により逆位相音の位相をずらすので、聞き手の位置が変わってもノイズキャンセリング効果を発揮させることが可能である。
In the present embodiment, the
なお、上述した本実施形態は、種々の変形実施が可能である。例えば、ユーザ位置を特定するために、本実施形態ではカメラ104で撮像した画像を用いたが、他に例えば、異なる位置に設けられた2点以上の赤外線測距センサを用いて位置を特定してもよい。
The above-described embodiment can be variously modified. For example, in order to specify the user position, an image captured by the
1 情報処理装置
100 制御部
101 位置特定手段
102 逆位相音生成手段
103 位相ずれ補正手段
104 カメラ
105 スピーカ
106 マイク
110 ノイズ源
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ノイズ源から前記情報処理装置を使用するユーザまでの距離と、前記スピーカから前記ユーザまでの距離とに基づいて、前記所定量を計算することを特徴とする、情報処理装置。 An information processing apparatus comprising: a noise source that generates audible band noise; and a speaker that outputs a sound in which the phase of the noise is corrected by a predetermined amount,
The information processing apparatus, wherein the predetermined amount is calculated based on a distance from the noise source to a user who uses the information processing apparatus and a distance from the speaker to the user.
該情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定手段と、
前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶手段と、
前記雑音を取得するマイクと、
前記マイクが取得した前記雑音の位相を所定量だけ補正する位相補正手段と、
前記記憶手段が記憶する前記ノイズ源の位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶手段が記憶する前記スピーカの位置から前記位置特定手段が特定した前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、前記所定量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする、情報処理装置。 An information processing apparatus having a noise source that generates audible band noise and a speaker that outputs audible band sound,
Position specifying means for specifying the position of a user who uses the information processing apparatus;
Storage means for storing the position of the noise source and the position of the speaker;
A microphone for acquiring the noise;
Phase correction means for correcting the phase of the noise acquired by the microphone by a predetermined amount;
The distance from the noise source position stored in the storage means to the user position specified by the position specifying means, and the user position specified by the position specifying means from the speaker position stored in the storage means And a correction amount calculating means for calculating the predetermined amount based on the distance to the information processing apparatus.
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像において前記ユーザの占める領域を特定するユーザ画像特定手段と、
前記画像のピントを合わせることにより前記画像取得手段から前記ユーザまでの距離を測定するユーザ測距手段とを有し、
前記記憶手段は、前記画像取得手段の位置を記憶することを特徴とする、請求項2記載の情報処理装置。 The position specifying means includes
Image acquisition means for acquiring images;
User image specifying means for specifying an area occupied by the user in the image;
User ranging means for measuring the distance from the image acquisition means to the user by focusing the image;
The information processing apparatus according to claim 2, wherein the storage unit stores a position of the image acquisition unit.
対象物までの距離を測定する第1の測距手段と、
前記第1の測距手段と異なる位置に設けられた、前記対象物までの距離を測定する第2の測距手段とを有し、
前記記憶手段は、前記第1の測距手段と前記第2の測距手段との位置を記憶することを特徴とする、請求項2記載の情報処理装置。 The position specifying means includes
A first distance measuring means for measuring a distance to the object;
A second distance measuring means for measuring a distance to the object provided at a position different from the first distance measuring means;
3. The information processing apparatus according to claim 2, wherein the storage unit stores positions of the first distance measuring unit and the second distance measuring unit.
前記ノイズ源の位置と前記スピーカの位置とを記憶する記憶工程と、
前記情報処理装置を使用するユーザの位置を特定する位置特定工程と、
前記記憶工程により記憶した前記ノイズ源の位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離と、前記記憶工程により記憶した前記スピーカの位置から前記位置特定工程により特定された前記ユーザの位置までの距離とに基づいて、所定の補正量を計算する補正量計算工程と、
前記マイクが取得した前記雑音の位相を前記所定の補正量だけ補正する位相補正工程と、
を含むことを特徴とする、ノイズキャンセル方法。 A noise canceling method by an information processing apparatus having a noise source that generates audible band noise, a speaker that outputs audible band sound, and a microphone that acquires the noise,
A storage step of storing the position of the noise source and the position of the speaker;
A position specifying step for specifying a position of a user who uses the information processing apparatus;
The user specified by the position specifying step from the position of the noise source stored by the storing step to the user position specified by the position specifying step and the position of the speaker stored by the storing step A correction amount calculation step for calculating a predetermined correction amount based on the distance to the position of
A phase correction step of correcting the phase of the noise acquired by the microphone by the predetermined correction amount;
A noise canceling method comprising:
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