JP2013148791A - Sound analysis device, sound analysis system and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音解析装置、音解析システム、プログラムに関する。 The present invention relates to a sound analysis device, a sound analysis system, and a program.
特許文献1には、DSPは、全方位に均等に配置された複数のマイクロフォンから集音する音声の音圧レベルデータに基づいて、1つのマイクロフォンからの音声信号を選択して出力する際に、各マイクロフォンからの音圧レベルデータに対してピークホールド処理(PH処理)を行い、PH処理された音圧レベルデータ(ピーク値)とピーク値を平均化処理(フィルタ処理等)したピーク平均値との差分値に基づいて、発言の開始判定やマイク間の切替え処理を行う音声処理装置が開示されている。
特許文献2には、第1のマイクロフォンを構成する第1の振動膜と、第2のマイクロフォンを構成する第2の振動膜と、第1のマイクロフォンで取得された第1の信号電圧と、第2のマイクロフォンで取得された第2の信号電圧とを受け取って、第1及び第2の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成回路と、を含む配線基板を有することを特徴とする集積回路装置が開示されている。
In
In
本発明は、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型から装置装着者の意思の判別を行なうことを目的とする。 An object of the present invention is to determine the intention of a device wearer from the acquired sound type when it is assumed that the sound acquired by the sound acquisition means is not a sound.
請求項1に記載の発明は、装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、前記音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、を備えたことを特徴とする音解析装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、前記型は、予め定められた装着者の意思に対応して規定されるものであることを特徴とする請求項1に記載の音解析装置である。
請求項3に記載の発明は、前記判別部による判別結果を装着者の意思の情報として情報集約装置へ送信する送信部を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の音解析装置である。
請求項4に記載の発明は、前記判別部は、予め定められた時間内に取得された音の回数により前記型に一致するか否かを判別することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の音解析装置である。
The invention according to
The invention according to claim 3 further includes a transmission unit that transmits the determination result by the determination unit to the information aggregating device as information on the intention of the wearer. It is.
The invention according to claim 4 is characterized in that the discriminating unit discriminates whether or not it matches the pattern according to the number of sounds acquired within a predetermined time. It is a sound analysis device given in any 1 paragraph.
請求項5に記載の発明は、装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、当該音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、当該判別部による判別結果を装着者の意思の情報として送信する送信部と、を備える音解析手段と、前記送信部により出力された前記装着者の意思の情報を受信する受信部を備える情報集約手段と、を備えることを特徴とする音解析システムである。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、当該音取得手段により取得された音の情報を送信する送信部と、を備える音収集手段と、前記送信部により送信された音の情報を受信する受信部と、前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、を備える情報集約手段と、を備えることを特徴とする音解析システムである。 The invention according to claim 6 is arranged at a position where the distance from the mouth of the wearer is different, and transmits a plurality of sound acquisition means for acquiring sound, and information of the sound acquired by the sound acquisition means A sound collection means comprising: a transmission section; a reception section that receives sound information transmitted by the transmission section; and a sound acquisition means that is closer to the mouth of the wearer among the sound acquisition means. The sound pressure comparison unit that compares the sound pressure of the sound and the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth, and the mouth of the wearer by comparing the sound pressure comparison unit When the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the distance is greater than a predetermined value Determine if the acquired sound matches a predetermined type And information collecting means comprising a determination unit, a that a sound analysis system comprising: a.
請求項7に記載の発明は、コンピュータに、装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段から音の情報を取得する機能と、前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する機能と、比較の結果、装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する機能と、を実現させるプログラムである。 According to a seventh aspect of the present invention, the computer is provided with a function of acquiring sound information from a plurality of sound acquisition means that are arranged at different positions from the wearer's mouth and for acquiring sound, and the sound acquisition Compare the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth and the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther from the wearer's mouth. The sound of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth as a result of the comparison And a function for determining whether or not the acquired sound matches a predetermined type when the pressure is larger than a predetermined value.
請求項1の発明によれば、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型が予め定められたものと一致するか否かの判別を行なうことができる音解析装置を提供できる。
請求項2の発明によれば、取得された音の型により、装置装着者の意思を判別することができる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、情報集約装置に装置装着者の意思の情報を付加することができる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、装置装着者の意思の判別を行なう処理が簡単になる。
請求項5の発明によれば、音解析手段で判別された装置装着者の意思情報を情報集約装置で管理することができる音解析システムを構築できる。
請求項6の発明によれば、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型が予め定められたものと一致するか否かの判別を行なうことができる音解析システムを構築できる。
請求項7の発明によれば、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型が予め定められたものと一致するか否かの判別を行なう機能をコンピュータにより実現できる。
According to the invention of
According to the second aspect of the present invention, the intention of the device wearer can be determined based on the acquired sound pattern.
According to the third aspect of the present invention, information about the intention of the device wearer can be added to the information aggregating apparatus as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the invention of claim 4, the process of determining the intention of the device wearer is simplified as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to construct a sound analysis system that can manage the intention information of the device wearer determined by the sound analysis means by the information aggregation device.
According to the invention of claim 6, when it is assumed that the sound acquired by the sound acquisition means is not a voice, it is determined whether or not the type of the acquired sound matches a predetermined one. Sound analysis system can be constructed.
According to the invention of claim 7, when it is assumed that the sound acquired by the sound acquisition means is not a voice, the function of determining whether or not the type of the acquired sound matches a predetermined one Can be realized by a computer.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
<システム構成例>
図1は、本実施形態による音解析システムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の音解析システム1は、音解析装置(音解析手段、音収集手段)の一例である端末装置10と、情報収集手段の一例であるホスト装置20とを備えて構成される。端末装置10とホスト装置20とは、無線通信回線を介して接続されている。無線通信回線の種類としては、Wi−Fi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、UWB(Ultra Wideband)等の既存の方式による回線を用いて良い。また、図示の例では、端末装置10が1台のみ記載されているが、詳しくは後述するように、端末装置10は、使用者各人が装着して使用するものであり、実際には使用者数分の端末装置10が用意される。以下、端末装置10を装着した使用者を装着者と呼ぶ。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<System configuration example>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a sound analysis system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
端末装置10は、音を取得するため音取得手段として、複数のマイクロフォン(第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12)と、増幅器(第1増幅器13および第2増幅器14)とを備える。また、端末装置10は、収録した音を解析する音解析部15と、解析結果をホスト装置20に送信するためのデータ送信部16とを備え、さらに電源部17とを備える。
The
第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12は、装着者の口(発声部位)からの距離が異なる位置に配される。ここでは、第1マイクロフォン11は装着者の口(発声部位)から遠い位置(例えば、35cm程度)に配置され、第2マイクロフォン12は装着者の口(発声部位)に近い位置(例えば、10cm程度)に配置されるものとする。本実施形態の第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12として用いられるマイクロフォンの種類としては、ダイナミック型、コンデンサ型等、既存の種々のものを用いて良い。とくに無指向性のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型マイクロフォンが好ましい。
The
第1増幅器13および第2増幅器14は、それぞれ第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12が取得した音に応じて出力する電気信号(音信号)を増幅する。本実施形態の第1増幅器13および第2増幅器14として用いられる増幅器としては、既存のオペアンプ等を用いて良い。
The
音解析部15は、第1増幅器13および第2増幅器14から出力された音信号を解析する。詳しくは後述するが、音解析部15は、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得した音が端末装置10を装着した装着者自身が発話した音声か、他者の発話による音声かを識別する。さらに音解析部15は、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められた型(パターン)に一致するか否かを判別する。
The
データ送信部16は、音解析部15による解析結果を含む取得データと端末のIDを、上記の無線通信回線を介してホスト装置20へ送信する。ホスト装置20へ送信する情報としては、ホスト装置20において行われる処理の内容に応じて、上記の解析結果の他、例えば、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12による音の取得時刻、取得音の音圧等の情報を含めて良い。また端末装置10に音解析部15による解析結果を蓄積するデータ蓄積部を設け、一定期間の保存データを一括送信しても良い。なお有線回線で送信しても良い。詳しくは後述するが本実施形態では、データ送信部16は、音解析部15により第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められたパターンに一致したときに、この判別結果を装着者の意思の情報としてホスト装置20に送信する送信部として機能する。
The
電源部17は、上記の第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12、第1増幅器13、第2増幅器14、音解析部15およびデータ送信部16に電力を供給する。電源としては、例えば乾電池や充電池等の既存の電源が用いられる。また、電源部17は、必要に応じて、電圧変換回路および充電制御回路等の周知の回路を含む。
The
ホスト装置20は、端末装置10から送信されたデータを受信するデータ受信部21と、受信したデータを蓄積するデータ蓄積部22と、蓄積したデータを解析するデータ解析部23と、解析結果を出力する出力部24とを備える。このホスト装置20は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実現される。また、上記のように本実施形態では複数台の端末装置10が使用され、ホスト装置20は、その複数台の端末装置10の各々からデータを受信する。
The
データ受信部21は、上記の無線回線に対応しており、各端末装置10からデータを受信してデータ蓄積部22へ送る。本実施形態ではデータ受信部21は、データ送信部16により出力された装着者の意思の情報を受信する受信部として機能する。データ蓄積部22は、データ受信部21から取得した受信データを発話者別に蓄積する。ここで、発話者の識別は、端末装置10から送信される端末IDと、あらかじめホスト装置20に登録されている発話者名と端末IDの照合により行う。また、端末装置10から端末IDのかわりに装着者状態を送信するようにしてもよい。
The
データ解析部23は、例えばパーソナルコンピュータのプログラム制御されたCPUにより実現され、データ蓄積部22に蓄積されたデータを解析する。具体的な解析内容および解析手法は、本実施形態のシステムの利用目的や利用態様に応じて種々の内容および手法を取り得る。例えば、端末装置10の装着者どうしの対話頻度や各装着者の対話相手の傾向を分析したり、対話における個々の発話の長さや音圧の情報から対話者の関係を類推したりすることが行われる。
The
出力部24は、データ解析部23による解析結果を出力したり、解析結果に基づく出力を行ったりする。この解析結果等を出力する手段は、システムの利用目的や利用態様、解析結果の内容や形式等に応じて、ディスプレイ表示、プリンタによる印刷出力、音声出力等、種々の手段を取り得る。
The
<端末装置の構成例>
図2は、端末装置10の構成例を示す図である。
上記のように、端末装置10は、各使用者に装着されて使用される。使用者が装着可能とするため、本実施形態の端末装置10は、図2に示すように、装置本体30と、装置本体30に接続された提げ紐40とを備えた構成とする。図示の構成において、使用者は、提げ紐40に首を通し、装置本体30を首から提げて装着する。
<Configuration example of terminal device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
As described above, the
装置本体30は、金属や樹脂等で形成された薄い直方体のケース31に、少なくとも第1増幅器13、第2増幅器14、音解析部15、データ送信部16および電源部17を実現する回路と電源部17の電源(電池)とを収納して構成される。ケース31には、装着者の氏名や所属等のID情報を表示したIDカード等を挿入するポケットを設けても良い。また、ケース31自体の表面にそのようなID情報等を印刷したり、ID情報等を記載したシールを貼り付けたりしても良い。
The apparatus
提げ紐40には、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12が設けられる(以下、第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12とを区別しない場合には、マイクロフォン11、12と記載)。マイクロフォン11、12は、提げ紐40の内部を通るケーブル(電線等)により、装置本体30に収納された第1増幅器13、第2増幅器14に接続される。提げ紐40の材質としては、革、合成皮革、木綿その他の天然繊維や樹脂等による合成繊維、金属等、既存の種々の材質を用いて良い。また、シリコン樹脂やフッ素樹脂等を用いたコーティング処理が施されていても良い。
The
この提げ紐40は、筒状の構造を有し、提げ紐40の内部にマイクロフォン11、12を収納している。マイクロフォン11、12を提げ紐40の内部に設けることにより、マイクロフォン11、12の損傷や汚れを防ぎ、対話者がマイクロフォン11、12の存在を意識することが抑制される。なお、装着者の口(発声部位)から遠い位置に配置される第1マイクロフォン11は、装置本体30に設けても良い。本実施形態では、第1マイクロフォン11が提げ紐40に設けられる場合を例として説明する。
The
図2を参照すると、第1マイクロフォン11は、提げ紐40の装置本体30に接続される端部(例えば、接続部位から10cm以内の位置)に設けられている。これにより、装着者が提げ紐40を首に掛けて装置本体30を下げた状態で、第1マイクロフォン11は、装着者の口(発声部位)から約30cmから40cm程度離れた位置に配置される。なお、第1マイクロフォン11が装置本体30に設けられた場合も、装着者の口(発声部位)から第1マイクロフォン11までの距離は同程度である。
Referring to FIG. 2, the
第2マイクロフォン12は、提げ紐40の装置本体30に接続される端部から離れた位置(例えば、接続部位から20cm〜30cm程度の位置)に設けられている。これにより、装着者が提げ紐40を首に掛けて装置本体30を下げた状態で、第2マイクロフォン12は、装着者の首元(例えば鎖骨に当たる位置)に位置し、装着者の口(発声部位)から約10cmから20cm程度離れた位置に配置される。
The
なお、本実施形態の端末装置10は、図2に示す構成に限定されるものではない。例えば、マイクロフォン11、12は、第1マイクロフォン11から装着者の口(発声部位)までの音波到達経路の距離が第2マイクロフォン12から装着者の口(発声部位)までの音波到達経路の距離の数倍程度となるように、第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12の位置関係が特定されれば良い。したがって、第1マイクロフォン11を首の後ろ側の提げ紐40に設けても良い。また、マイクロフォン11、12は、上記のように提げ紐40に設ける構成に限らず、種々の方法で装着者に装着して良い。例えば、第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12の各々を、個別にピン等を用いて衣服に固定するように構成しても良い。また、第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12の位置関係が所望の位置で固定されるようにデザインされた専用の装着具を用意して装着しても良い。
In addition, the
また、装置本体30は、図2に示したように、提げ紐40に接続されて装着者の首から提げられる構成に限らず、携帯することが容易な装置として構成されていれば良い。例えば、本実施形態のような提げ紐ではなく、クリップやベルトにより衣服や体に装着するように構成しても良いし、単にポケット等に納めて携帯するような構成としても良い。また、携帯電話その他の既存の携帯型電子情報端末に、マイクロフォン11、12からの音信号を受け付けて増幅し、解析する機能を実現させても良い。
Further, as shown in FIG. 2, the apparatus
さらにまた、マイクロフォン11、12と装置本体30(あるいは音解析部15)を有線で接続するのではなく、無線通信により接続しても良い。第1増幅器13、第2増幅器14、音解析部15、データ送信部16および電源部17は、上記の構成例では単一のケース31に収納されることとしたが、複数の個体として構成しても良い。例えば、電源部17をケース31に収納せず、外部電源に接続して使用する構成としても良い。
Furthermore, the
<収録音声の非言語情報に基づく発話者(自他)の識別>
次に、本実施形態における発話者の識別方法について説明する。
本実施形態のシステムは、端末装置10に設けられた2つのマイクロフォン11、12により収録された音の情報を用いて、端末装置10の装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。言い換えれば、本実施形態は、収録音の発話者に関して自他の別を識別する。また、本実施形態では、収録音の情報のうち、形態素解析や辞書情報を用いて得られる言語情報ではなく、音圧(マイクロフォン11、12への入力音量)等の非言語情報に基づいて発話者を識別する。言い換えれば、言語情報により特定される発話内容ではなく、非言語情報により特定される発話状況から音の発話者を識別する。
<Identification of speakers (self and others) based on non-linguistic information of recorded speech>
Next, a speaker identification method according to this embodiment will be described.
The system according to the present embodiment distinguishes between the voice of the wearer of the
図1および図2を参照して説明したように、本実施形態において、端末装置10の第1マイクロフォン11は装着者の口(発声部位)から遠い位置に配置され、第2マイクロフォン12は装着者の口(発声部位)に近い位置に配置される。すなわち、装着者の口(発声部位)を音源とすると、第1マイクロフォン11と音源との間の距離と、第2マイクロフォン12と音源との間の距離が大きく異なる。具体的には、第1マイクロフォン11と音源との間の距離は、第2マイクロフォン12と音源との間の距離の1.5〜4倍程度である。ここで、マイクロフォン11、12における収録音の音圧は、マイクロフォン11、12と音源との間の距離が大きくなるにしたがって減衰(距離減衰)する。したがって、装着者の発話音声に関して、第1マイクロフォン11における収録音の音圧と第2マイクロフォン12における収録音の音圧とは大きく異なる。
As described with reference to FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the
一方、装着者以外の者(他者)の口(発声部位)を音源とした場合を考えると、その他者が装着者から離れているため、第1マイクロフォン11と音源との間の距離と、第2マイクロフォン12と音源との間の距離は、大きく変わらない。装着者に対する他者の位置によっては、両距離の差は生じ得るが、装着者の口(発声部位)を音源とした場合のように、第1マイクロフォン11と音源との間の距離が第2マイクロフォン12と音源との間の距離の数倍となることはない。したがって、他者の発話音声に関して、第1マイクロフォン11における収録音の音圧と第2マイクロフォン12における収録音の音圧とは、装着者の発話音声の場合のように大きく異なることはない。
On the other hand, considering the case where the mouth (speaking part) of a person other than the wearer (other person) is used as the sound source, since the other person is away from the wearer, the distance between the
図3は、装着者および他者の口(発声部位)と、マイクロフォン11、12との位置の関係を示す図である。
図3に示す関係において、装着者の口(発声部位)である音源aと第1マイクロフォン11との間の距離をLa1、音源aと第2マイクロフォン12との間の距離をLa2とする。また、他者の口(発声部位)である音源bと第1マイクロフォン11との間の距離をLb1、音源bと第2マイクロフォン12との間の距離をLb2とする。この場合、次の関係が成り立つ。
La1>La2(La1≒1.5×La2〜4×La2)
Lb1≒Lb2
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between the mouths (speaking parts) of the wearer and the other person and the
In the relationship shown in FIG. 3, let La1 be the distance between the sound source a that is the mouth (speaking part) of the wearer and the
La1> La2 (La1≈1.5 × La2 to 4 × La2)
Lb1≈Lb2
図4は、マイクロフォン11、12と音源との間の距離と音圧(入力音量)との関係を示す図である。
上述したように、音圧は、マイクロフォン11、12と音源との間の距離に応じて距離減衰する。図4において、距離La1の場合の音圧G1と距離La2の場合の音圧G2とを比較すると、音圧G2は、音圧G1の4倍程度となっている。一方、距離Lb1と距離Lb2とが近似するため、距離Lb1の場合の音圧G1と距離Lb2の場合の音圧G2とは、ほぼ等しい。そこで、本実施形態では、この音圧比の差を用いて、収録音声における装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。なお、図4に示した例では、距離Lb1、Lb2を60cmとしたが、ここでは音圧G1と音圧G2とがほぼ等しくなることに意味があり、距離Lb1、Lb2は図示の値に限定されない。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the distance between the
As described above, the sound pressure is attenuated according to the distance between the
図5(a)〜(b)は、装着者自身の発話音声と他者の発話音声の識別方法を示す図である。
図4を参照して説明したように、装着者自身の発話音声に関して、第2マイクロフォン12の音圧G2は、第1マイクロフォン11の音圧G1の数倍(例えば4倍程度)である。また、他者の発話音声に関して、第2マイクロフォン12の音圧G2は、第1マイクロフォン11の音圧G1とほぼ等しい(1倍程度)。そこで、本実施形態では、第2マイクロフォン12の音圧G2と第1マイクロフォン11の音圧G1との比に閾値(第1の閾値)を設定する。そして、音圧比G2/G1が第1の閾値よりも大きい音声は装着者自身の発話音声と判断し、音圧比G2/G1が第1の閾値よりも小さい音声は装着者自身の発話音声ではないと判断する。図5(a)に示す例では、第1の閾値を2とし、音圧比G2/G1が第1の閾値2を超えたときは装着者自身の発話音声と判断され、音圧比G2/G1が第1の閾値2よりも小さいときは装着者自身の発話音声ではないと判断されている。
FIGS. 5A to 5B are diagrams showing a method for discriminating between the wearer's own speech and the other's speech.
As described with reference to FIG. 4, the sound pressure G <b> 2 of the
一方、音圧比G1/G2の逆数である音圧比G1/G2を考えた場合、この値が予め定められた閾値(第2の閾値)より大きくなる場合がある。これは、マイクロフォン11、12で取得される音の音圧を比較した場合、第1マイクロフォン11で取得される音の音圧の方が、第2マイクロフォン12で取得される音の音圧より大きくなるとともに、第1マイクロフォン11で取得された音の音圧と第2マイクロフォン12で取得された音の音圧とが大きく異なる場合である。
この原因としては、第2マイクロフォン12より第1マイクロフォン11の近くで発生するノイズが一因として挙げられる。つまりこの場合、音源との距離が第2マイクロフォン12より第1マイクロフォン11の方が小さい。そして上述した場合と逆に第2マイクロフォン12に到達する音の減衰が第1マイクロフォン11の場合より、より大きくなる。そのため音圧比G1/G2が予め定められた閾値より大きくなる。このノイズとしては、例えば、端末装置10の装置本体30や提げ紐40が装着者の衣服等と衝突したり、擦れ合うときに生ずる音が挙げられる。
On the other hand, when the sound pressure ratio G1 / G2 which is the reciprocal of the sound pressure ratio G1 / G2 is considered, this value may be larger than a predetermined threshold value (second threshold value). This is because when the sound pressures of sounds acquired by the
One possible reason for this is noise generated near the
そこで本実施形態では、例えば、第2の閾値を2とする。そして音圧比G2/G1が第1の閾値2よりも小さい場合に、音圧比G1/G2を第2の閾値2と比較する。そして図5(b)に示すように音圧比G1/G2が第2の閾値2よりも小さい場合、他者の発話音声と判断する。一方、音圧比G1/G2が第2の閾値2を超えた場合、他者の発話音声ではないと判断する。
Therefore, in the present embodiment, for example, the second threshold is set to 2. When the sound pressure ratio G2 / G1 is smaller than the
ここで音圧比G2/G1が第2の閾値を超えた場合は、ノイズとして扱うことがまず考えられる。しかしながら本実施形態では、音圧比G2/G1が第2の閾値よりも大きい場合に、この音が予め定められた型(パターン)に一致した場合に装着者の意思の情報(意思情報)として判断し、これを利用することを行なう。 Here, when the sound pressure ratio G2 / G1 exceeds the second threshold value, it is first considered to treat it as noise. However, in the present embodiment, when the sound pressure ratio G2 / G1 is larger than the second threshold, it is determined as the wearer's intention information (intention information) when the sound matches a predetermined pattern (pattern). And use this.
<装着者の意思情報の説明>
本実施形態における装着者の意思の内容については、種々のものが考えられる。
一例を説明すると、会議が行なわれているような場所で、会議の出席者が、端末装置10を装着し、そして議決を行なうときに出席者の賛否の意思を意思情報として扱うことが考えられる。
この場合、取り決めとして例えば、装置本体30を1回たたいた場合を「賛成」、2回たたいた場合を「反対」、3回たたいた場合を「棄権」とする。
そして装着者が、装置本体30を実際にたたくと、その音は、マイクロフォン11、12により捉えられる。このとき第1マイクロフォン11は、第2マイクロフォン12より装置本体30に近い箇所に位置するため、第1マイクロフォン11により取得された音の音圧は、第2マイクロフォン12により取得された音の音圧より大きくなる。即ち、音圧の関係として、音圧比G1/G2が第2の閾値を超える。そしてこのような場合に、マイクロフォン11、12により取得された音のパターンとして、装置本体30をたたいた音が、1回で、2回、または3回であるかにより、装着者の賛否の意思を判断できる。実際には、音圧比G1/G2が第2の閾値を超えた場合に、予め定められた時間内に取得された音の回数をカウントして判定が行なわれる。この装着者の意思の情報である賛否の情報は、ホスト装置20に送信され、ホスト装置20において集計される。
<Explanation of wearer's intention information>
Various contents of the intention of the wearer in this embodiment can be considered.
To explain an example, it is conceivable that the attendee of the conference wears the
In this case, as an agreement, for example, a case where the device
When the wearer actually taps the apparatus
また他の例を説明すると、スライドを使用したプレゼンテーションが行なわれている場所で、プレゼンテーションを視聴している端末装置10を装着する装着者が、付箋(タグ)を付与する意思を意思情報として扱うことが考えられる。この場合、例えば、装置本体30を2回たたいた場合に付箋を付与することにする取り決めを予めしておく。そして例えば、プレゼンテーションにおいて、装着者があるスライドに興味を持ったとする。このとき装着者は、装置本体30を2回たたく。この場合、上記と同様にマイクロフォン11、12により取得された音圧比G1/G2は第2の閾値を超える。そして装置本体30をたたいた音が、2回であると判別されたときは、装置本体30をたたいた時間において、装着者が付箋を付与する意思があるとして、この意思情報がホスト装置20に送信される。さらにホスト装置20では、端末のIDとともにこの時間を記録する。これによりプレゼンテーションが行なわれている時間中の特定の時間に付箋を付与するという機能が実現される。そして記録されたこれらの情報は、検索が可能であるようにしておく。そして例えば、端末のIDにより検索を行なうことによりこの端末のIDを有する端末装置10を使用した者が、付箋を付与した時間を特定でき、検索利便性が向上する。なおこの場合、装置本体30をたたく回数により大変興味がある、興味がある等の重み付けの情報を付加することもできる。
In another example, the wearer who wears the
またプレゼンテーションを行なっているプレゼンテータが端末装置10を装着する場合を考えると、プレゼンテータである装着者が次のスライドを表示する意思を意思情報として扱うことも可能である。つまり装着者が次のスライドを表示したい場合には、装置本体30を2回たたくという取り決めを予めしておく。そして実際に装着者により装置本体30が2回たたかれた場合は、装着者が次のスライドを表示する意思を送っているものと判別される。そしてこの意思情報は、ホスト装置20に送信される。ホスト装置20では、例えば、スライドを表示している制御装置等に次のスライドを表示する旨の信号を送信し、この制御装置は、これに従い次のスライドを表示する。なおこの場合、装置本体30を3回たたいた場合は、前のスライドに戻るなどの機能をさらに付加してもよい。
Considering the case where the presenter who is giving a presentation wears the
このように本実施形態では、マイクロフォン11、12により取得された音が予め定められたパターンに一致するか否かを判別し、一致した場合は、そのパターンと対応付けられた予め定められた装着者の意思を表わす情報として扱う。つまりこのパターンは、予め定められた装着者の意思に対応して規定されている。
これにより端末装置10以外の例えば、センサ、ボタン等を利用しなくても、センサ、ボタン等が有する機能を実現することができる。そのためシステムの設計がより簡単になり、消費電力も低減される。さらに種々のパターンを取り決めておけば、装着者は、より多くの意思を表現することができる。
なお以上説明した例では、音の回数により装着者の意思を表現していたが、これに限られるものではない。例えば、音の長短を組み合わせたモールス信号のようなパターンを採用してもよい。また予め定められたリズムをこのパターンとしてもよい。さらに音の強弱を組み合わせたパターンとしてもよい。また装着者がたたく対象により音が変化することを利用し、この音の変化を使用するパターンとしてもよい。
As described above, in the present embodiment, it is determined whether or not the sounds acquired by the
Thus, the functions of the sensor, button, etc. can be realized without using, for example, a sensor, button, etc. other than the
In the example described above, the intention of the wearer is expressed by the number of sounds, but the present invention is not limited to this. For example, you may employ | adopt a pattern like the Morse signal which combined the length of sound. A predetermined rhythm may be used as this pattern. Furthermore, it is good also as a pattern which combined the strength of sound. Moreover, it is good also as a pattern which utilizes the change of a sound using the object which a wearer hits, and uses this change of a sound.
<音解析部15の説明>
本実施形態において、マイクロフォン11、12により取得された音の音圧を比較する機能と、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められたパターンに一致するか否かを判別する機能は、音解析部15が行なう。
<Description of
In the present embodiment, the function of comparing the sound pressures of the sounds acquired by the
図6は、本実施形態における音解析部15のブロック図である。
図6に示した音解析部15は、第1増幅器13および第2増幅器14で増幅された信号から雑音(ノイズ)を除去するフィルタリング部151と、マイクロフォン11、12のうち装着者の口からの距離がより近い第1マイクロフォン11により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い第2マイクロフォン12により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部152と、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められた型(パターン)に一致するか否かを判別する判別部153と、判別部153での判断の基となる予め定められた音のパターンを記憶する記憶部154とを備える。
FIG. 6 is a block diagram of the
The
図7は、本実施形態における端末装置10の動作を示すフローチャートである。
以下、図1、図6、図7を使用して端末装置10の動作について説明を行なう。
まず端末装置10のマイクロフォン11、12が音を取得すると、各マイクロフォン11、12から取得音に応じた電気信号(音信号)が第1増幅器13および第2増幅器14へ送られる(ステップ101)。第1増幅器13および第2増幅器14は、マイクロフォン11、12からの音信号を取得すると、信号を増幅して音解析部15へ送る(ステップ102)。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
Hereinafter, the operation of the
First, when the
音解析部15は、フィルタリング部151において第1増幅器13および第2増幅器14で増幅された信号に対してフィルタリング処理を行い、信号から環境音等の雑音(ノイズ)の成分を除去する(ステップ103)。次に、音解析部15は、音圧比較部152において一定の時間単位(例えば、数十分の一秒〜数百分の一秒)毎に、各マイクロフォン11、12の収録音における平均音圧を求める(ステップ104)。そして、第1マイクロフォン11における平均音圧と第2マイクロフォン12における平均音圧との比(音圧比)G2/G1、G1/G2を算出する(ステップ105)。
The
次に、音解析部15は、音圧比較部152においてステップ104で求めた各マイクロフォン11、12における平均音圧の利得が有る場合(ステップ106でYes)、発話音声等が有る(発話等が行われた)と判断する。一方、ステップ104で求めた各マイクロフォン11、12における平均音圧の利得が無い場合(ステップ106でNo)、音解析部15は、発話音声等が無い(発話等が行われていない)と判断する(ステップ108)。なお、ステップ106の判断は、ステップ103のフィルタリング処理で除去しきれなかった雑音が信号に残っている場合を考慮し、平均音圧の利得の値が一定値以上の場合に、利得があると判断しても良い。音圧比を求めるステップ105と利得の有無を判断するステップ106の順序を逆にして、利得がある場合のみ音圧比を求めても良い。
Next, when there is a gain of the average sound pressure in each of the
ステップ105で求めた音圧比G2/G1が第1の閾値よりも大きい場合(ステップ107でYes)、音圧比較部152は、発話音声等は装着者自身の発話による音声であると判断する(ステップ109)。また、ステップ105で求めた音圧比G2/G1が第1の閾値よりも小さい場合(ステップ107でNo)、音圧比較部152は、ステップ105で求めた音圧比G1/G2が第2の閾値よりも小さい場合(ステップ110でYes)、音圧比較部152は、発話音声等は他者の発話による音声であると判断する(ステップ111)。そして音圧比G1/G2が第2の閾値よりも大きい場合(ステップ110でNo)、音解析部15は、判別部153において記憶部154に記憶されている予め定められたパターンとマイクロフォン11、12により取得された音とを比較する(ステップ112)。そして一致した場合(ステップ112でYes)、装着者の意思情報であると判断する(ステップ113)。一方、一致しなかった場合(ステップ112でNo)、ノイズであると判断する(ステップ114)。
When the sound pressure ratio G2 / G1 obtained in step 105 is larger than the first threshold value (Yes in step 107), the sound
この後、音解析部15は、データ送信部16を介して、ステップ104〜ステップ114の処理で得られた情報(発話の有無、発話者の情報、装着者の意思等)を解析結果としてホスト装置20へ送信させる(ステップ115)。このとき、発話者毎(装着者自身または他者)の発話時間の長さや平均音圧の利得の値、その他の付加情報を解析結果と共にホスト装置20へ送信させても良い。
Thereafter, the
<端末装置の具体例>
図8(a)〜(b)は、実際に使用される端末装置10の具体例を示した図である。
このうち図8(a)は、図2に示した端末装置10とほぼ同様の構成をとり、第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12の2つのマイクロフォンを配したものである。ただし、第1マイクロフォン11は、装置本体30に配置されている。そして第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12との距離を35cmとしている。
<Specific examples of terminal devices>
FIGS. 8A to 8B are diagrams illustrating specific examples of the
Among these, FIG. 8A shows a configuration substantially the same as that of the
また図8(b)は、第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12の他に、第3マイクロフォン18の3つのマイクロフォンを配したものである。そして第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12との距離D、第1マイクロフォン11と第3マイクロフォン18の距離Dを共に35cmとしている。そして第2マイクロフォン12と第3マイクロフォン18の距離は、10cmとしている。
FIG. 8B shows a configuration in which three microphones of the
図8(b)のようにマイクロフォンが3箇所以上に配された端末装置10を使用することで、別々のマイクロフォンの組を使用して、上述した自他識別の判断、および装着者の意思の判断を行なうことができる。図8(b)で示した端末装置10では、第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12の組、および第2マイクロフォン12と第3マイクロフォン18の組が選択できる。このように複数の組のマイクロフォンを使用することで、音解析部15での自他識別の判断、装着者の意思の判別、ノイズの判断をより精度良く行なうことができる。またこの場合、装着者の意思を表現するのに、たたくマイクロフォンを変える等により、装着者は、より多くの意思を表現することができる。
By using the
また上述した例では、自他識別の判定や装着者の意思の判別を端末装置10で行なっていたが、これに限られるものではなく、ホスト装置20の方で行なってもよい。この形態における音解析システム1としては、図1のものに対し、音解析部15で行なっていた自他識別の判定および装着者の意思の判別を、例えば、ホスト装置20のデータ解析部23で行なう。そしてこの場合データ解析部23は、マイクロフォン11、12により取得された音の音圧を比較する音圧比較部として機能するとともに、マイクロフォン11、12により取得された音が予め定められた型(パターン)に一致するか否かを判別する判別部として機能することになる。さらにこの場合、端末装置10のデータ送信部16は、マイクロフォン11、12により取得された音の情報を、音解析部15を介さずに受け、データ受信部21に対し送信する。またホスト装置20のデータ受信部21は、データ送信部16により送信された音の情報を受信する。即ちデータ送信部16は、マイクロフォン11、12により取得された音の情報を送信する送信部として機能し、データ受信部21は、データ送信部16により送信された音の情報を受信する受信部として機能する。
In the above-described example, the
<プログラムの説明>
なお図7で説明を行った本実施形態における端末装置10が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、端末装置10に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないCPUが、端末装置10の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
<Description of the program>
Note that the processing performed by the
よって図7で説明を行った端末装置10が行なう処理は、コンピュータに、装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数のマイクロフォンから音の情報を取得する機能と、マイクロフォンのうち装着者の口からの距離がより近いマイクロフォンにより取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠いマイクロフォンにより取得された音の音圧とを比較する機能と、装着者の口からの距離がより近いマイクロフォンより装着者の口からの距離がより遠いマイクロフォンにより取得された音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する機能と、を実現させるプログラムとして捉えることもできる。
Therefore, the processing performed by the
1…音解析システム、10…端末装置、11…第1マイクロフォン、12…第2マイクロフォン、15…音解析部、16…データ送信部、18…第3マイクロフォン、20…ホスト装置、21…データ受信部、23…データ解析部、30…装置本体、40…提げ紐、152…音圧比較部、153…判別部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、
前記音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、
を備えたことを特徴とする音解析装置。 A plurality of sound acquisition means for acquiring sound, arranged at different positions from the wearer's mouth,
Among the sound acquisition means, the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth and the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther from the wearer's mouth A sound pressure comparison unit for comparing
The sound of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth by the comparison of the sound pressure comparison unit. A determination unit for determining whether or not the acquired sound matches a predetermined type when the pressure is larger than a predetermined value;
A sound analysis apparatus comprising:
前記送信部により出力された前記装着者の意思の情報を受信する受信部を備える情報集約手段と、
を備えることを特徴とする音解析システム。 The distance from the wearer's mouth is arranged at different positions, and a plurality of sound acquisition means for acquiring the sound and the sound acquisition means of which the distance from the wearer's mouth is closer among the sound acquisition means The sound pressure comparison unit that compares the sound pressure of the sound with the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther from the wearer's mouth, and the comparison of the sound pressure comparison unit from the wearer's mouth If the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the distance is larger than a predetermined value, A sound analysis means comprising: a determination unit that determines whether or not the acquired sound matches a predetermined type; and a transmission unit that transmits a determination result by the determination unit as information on the intention of the wearer;
An information aggregating means comprising a receiving unit for receiving information on the intention of the wearer output by the transmitting unit;
A sound analysis system comprising:
前記送信部により送信された音の情報を受信する受信部と、前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、を備える情報集約手段と、
を備えることを特徴とする音解析システム。 A sound collecting means comprising: a plurality of sound acquisition means arranged to be located at different positions from the wearer's mouth and acquiring sound; and a transmitter for transmitting information on the sound acquired by the sound acquisition means. When,
A receiving unit that receives information on the sound transmitted by the transmitting unit; a sound pressure of sound acquired by the sound acquiring unit that is closer to the mouth of the wearer among the sound acquiring units; and a mouth of the wearer The sound pressure comparison unit that compares the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition unit farther away from the sound source, and the sound acquisition unit that is closer to the mouth of the wearer by comparing the sound pressure comparison unit If the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means that is farther from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound is greater than a predetermined value, the acquired sound is a predetermined type. An information aggregating unit comprising: a determination unit that determines whether or not the
A sound analysis system comprising:
装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段から音の情報を取得する機能と、
前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する機能と、
比較の結果、装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する機能と、
を実現させるプログラム。 On the computer,
A function of acquiring sound information from a plurality of sound acquisition means arranged at different positions from the wearer's mouth and acquiring sound;
Among the sound acquisition means, the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth and the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther from the wearer's mouth And the ability to compare
As a result of the comparison, the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means farther away from the wearer's mouth than the sound pressure of the sound acquired by the sound acquisition means closer to the wearer's mouth is predetermined. A function for determining whether or not the acquired sound matches a predetermined type when the value is greater than a given value;
A program that realizes
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