JP2014116648A - 音源方向表示装置、音源方向表示方法、音源方向送信方法、及び音源方向表示プログラム - Google Patents

音源方向表示装置、音源方向表示方法、音源方向送信方法、及び音源方向表示プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】音声に対する情報を適切にユーザに提供する。
【解決手段】音を取得する複数のマイクロホンを有する音取得部11と、自装置の位置を特定する位置特定部19と、音取得部11が取得した音の音源方向を求める第1演算部14と、特定した自装置の位置と求めた音源方向とを含む通知データを他装置に送信する送信部17と、他装置から送信された通知データを受信する受信部17と、受信した通知データに含まれる他装置の位置及び音源方向から、自装置の位置を基準として、通知データに含まれる音の音源方向を求める第2演算部18と、第1演算部14で求められた音源方向および第2演算部18で求められた音源方向をディスプレイに表示させる表示処理部15とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、周囲の音を検出し、その音源方向を表示する、音源方向表示装置、音源方向表示方法、音源方向送信方法及び音源方向表示プログラムに関する。
従来、聴覚に障害がある人や耳が遠くなった人等、聞こえの不自由なユーザに音を視覚情報に変換して通知するシステムが様々検討されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
しかし、このようなシステムにおいて、雑音が多い場合のように音の検出精度が低い場合、音に関する情報を正確に通知することができない恐れがある。特に、遠くで発生した音は、雑音が多くなり、検出されないことや、誤って検出されることがある。また、ユーザは、緊急度の高い音に対してはより広範囲且つ正確な音の情報を必要とする。
特開2004−207876号公報 特開2003−125036号公報
上述したように、従来の音を視覚情報に変換するシステムでは、緊急度の高い音であっても、その音源までの距離が遠い場合は、音源の種別や音源の方向などの精度が悪くなり、また検出できない場合もある。
上記課題に鑑み、本発明は、音声に対する情報を適切にユーザに提供する音源方向表示装置、音源方向表示プログラム、音源方向送信方法及び音源方向表示方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、音源方向表示装置は、音取得部と、位置特定部と、第1演算部と、送信部と、受信部と、第2演算部と、表示処理部とを備える。音取得部は、音を取得する複数のマイクロホンを有する。位置特定部は、自装置の位置を特定する。第1演算部は、音取得部が取得した音の音源方向を求める。送信部は、位置特定部が特定した自装置の位置と、第1演算部が求めた音源方向とを含む通知データを他装置に送信する。受信部は、他装置から送信された、他装置の位置及び音源方向を含む通知データを受信する。第2演算部は、受信部が受信した通知データに含まれる他装置の位置及び音源方向から、位置特定部が特定した自装置の位置を基準として、当該通知データに含まれる音の音源方向を求める。表示処理部は、第1演算部で求められた音源方向および第2演算部で求められた音源方向をディスプレイに表示させる。
本発明によれば、正確な情報を必要な頻度やタイミングで提供することができる。
実施形態に係る音源方向表示装置を説明する外観図である。 実施形態に係る音源方向表示装置における音の取得と通知データの送受信を説明する概念図である。 実施形態に係る音源方向表示装置を説明するブロック図である。 実施形態に係る音源方向表示装置で表示する自装置が取得した音に関する情報を含む表示画面の一例である。 実施形態に係る音源方向表示装置で表示する他装置が取得した音に関する情報を含む表示画面の一例である。 実施形態に係る音源方向表示装置で表示する自装置及び他装置が取得した音に関する情報を含む表示画面の一例である。 実施形態に係る音源方向表示装置で音を取得した場合の処理を説明するフローチャートの一例である。 実施形態に係る音源方向表示装置で通知データを受信した場合の処理を説明するフローチャートである。
以下に、本発明の実施形態に係る音源方向表示装置について説明する。実施形態に係る音源方向表示装置は、特に、聞こえの不自由な人を対象として、音が発せられた方向である音源方向を検出し、その音源方向を示す情報をディスプレイに表示する。また、音源方向に加えて音の種別等を表示することも可能である。また、音源方向表示装置は、緊急度が高いと判断される音については、所定範囲に存在する他の音源方向表示装置(他装置)との間で、相互に情報を交換する。
緊急度の高い音は、例えば、救急車等の緊急車両のサイレン音や、火災警報等の警報音のように、危険の回避等、人が何らかの動作を必要とする可能性が高い重要な音である。これらの音は、予めデータベース等に登録されており、データベースとの照合により音の種別を認識する。また、所定音圧以上の音を、緊急度の高い音として判断してもよい。以下では、緊急度の高い音として判断される音を「緊急音」とする。
図1の外観図に示すように、実施形態に係る音源方向表示装置1は、筐体100の異なる位置に複数のマイクロホン111a〜111dを有するとともに、少なくとも1つのディスプレイ21を有している。図1に示す一例では、音源方向表示装置1の筐体100が直方体形状であって、4つのマイクロホン111a〜111dが筐体100の4つの角部に設置されているが、音源の方向が検出可能であれば、マイクロホンの数及び設置される位置は限定されない。この音源方向表示装置1は、各マイクロホン111a〜111dを介して周囲で発生した音を取得すると、取得した音の音源の方向及び音の内容を表す種別に関する情報を求めてディスプレイ21に表示する。
また、音源方向表示装置1は、図2に示すように、音源SSの方向及び音の種別に関する通知データを無線通信によって他の音源方向表示装置1に送信する。図2においては音源方向表示装置1が複数存在しているため、便宜的に音源方向表示装置1Aおよび音源方向表示装置1Bとして記載している。さらに、音源方向表示装置1は、他の音源方向表示装置1から通知データを受信すると、必要な情報をディスプレイ21に表示する。
音源方向表示装置1は、図2に示すように他の音源方向表示装置1と相互に通信可能である。通信対象となる音源方向表示装置1は、通信範囲内に存在する音源方向表示装置1や、所定距離内の音源方向表示装置1を対象とする。また、予め登録された音源方向表示装置1を通信対象としてもよい。
図2に示す例では、音源SSから音源方向表示装置1Bまでの距離Dbは、音源SSから音源方向表示装置1Aまでの距離Daよりも長い。したがって、音源SSからの音については、音源方向表示装置1Bで取得する場合、音源方向表示装置1Aで取得するよりも音量レベルが小さくなるため、ノイズや反射の影響を受けやすく、音の検出の精度が劣る。
このような場合、音源方向表示装置1Bで音が検出されない場合であっても、音源方向表示装置1Aで検出されることもある。したがって、音源SSからの音が緊急音であるとき、この緊急音に関する通知データを音源方向表示装置1Aから送信することで、音源方向表示装置1Bにおいても音源SSからの音を把握することができる。また仮に、音源方向表示装置1Bで他の音源からの音を検出した場合、音源方向表示装置1Bが検出した緊急音に関する通知データを送信することもできる。
以下、音源方向表示装置1の構成について、図3を用いて説明する。音源方向表示装置1は、図3に示すように、中央処理装置(CPU)10、記憶装置20、ディスプレイ21、入力部22、通信インタフェース(通信I/F)23、音取得部11、GPS受信部12を備える。たとえば、記憶装置20には、音源方向表示プログラムPが記憶されており、この音源方向表示プログラムPがコンピュータとしてのCPU10によって実行されることにより、CPU10が音認識部13、第1演算部14、表示処理部15、操作制御部16、通信処理部17、第2演算部18および位置特定部19として処理を実行する。
なお、この音源方向表示装置1は、ユーザに携帯されて移動可能であってもよいし、一定の場所に固定されていてもよい。また、音源方向表示装置1は、CPU10、記憶装置20、ディスプレイ21、入力部22、通信I/F23、音取得部11、位置特定部12の全てが1の筐体100内に備えられる装置でなくてもよい。例えば、スマートフォンやPC(Personal Computer)等の情報処理装置と、この情報処理装置に接続可能な音取得部11によっても実現することができる。この場合、情報処理装置はCPU10、記憶装置20、ディスプレイ21、入力部22、通信I/F23、GPS受信部12を備えており、音源方向表示プログラムPをインストールして実行することで、独立した音取得部11とともに音源方向表示装置1となる。
また、記憶装置20は、CPU10に付随するROMまたはRAM等として音源方向表示プログラムPが記憶されている他、CPU10によりデータの書き込みや読み出しが制御されるHDD(Hard Disk Drive)やメモリ等として、登録音データDを記憶している。この登録音データDは、予め登録されている登録音の周波数や波形等のデータと、この登録音の種別に関するデータとが関連付けられるデータである。登録音データDは、具体的には、救急車のサイレン音のデータと救急車を表す種別、消防車のサイレン音のデータと消防車を表す種別、火災警報の音のデータと火災警報を表す種別等を含んでいる。この登録音の種別に関するデータは、例えば、文字データや、文字データと図形データとの組み合わせ等である。また、この登録音データDに含まれる登録音の一部は緊急音として判断される。具体例としては、上述したように救急車等の緊急車両のサイレン音や、火災警報等の警報音のように、危険の回避等、人が何らかの動作を必要とする可能性が高い音は、緊急音として登録されている。また、インターホンの音、踏み切り音、自転車ベル音、自動車のクラクション音は緊急音としては登録されていないが、音圧レベルが高い場合は緊急音として判断される。
例えば、音取得部11は、音取得部11が有するマイクロホン111a〜111dによって音を取得する。また、音取得部11は、各マイクロホン111a〜111dで取得した音の信号を、それぞれ増幅部114で増幅し、音声信号入力部112のA/D変換部113でディジタルデータに変換し、第1演算部14及び音認識部13に出力する。
GPS受信部12は、一例として、GPS(Global Positioning System)受信機であって、GPS衛星等からの信号を受信し、位置特定部19に送出する。位置特定部19は、GPS受信部12からの信号に基づき、自装置が存在する位置を特定する。位置特定部19は、例えば、音認識部13又は第2演算部18から位置特定のリクエスト信号を入力したタイミングで、自装置の位置を特定する。位置特定部19は、特定した自装置の位置を表示処理部15に出力する。また、位置特定部19は、音認識部13からのリクエスト信号に従って自装置の位置を特定した場合、表示処理部15とともに通信処理部17にも自装置の位置を出力する。
音認識部13は、音取得部11で取得された音が、緊急性の高い音であるか否かを判断する。この判断は、例えば80dB以上など、所定以上の音量である場合に緊急性の高い音であると判断する。または、音取得部11で取得された音に対して、登録音データDとの照合を行い、音の種別が緊急性の高い音の種別である場合に、緊急性の高い音であると判断する。この場合における緊急性の高い音とは、例えば緊急車両のサイレン音、ガスや火災等の警報音などである。登録音データDは、通信I/F23を介して通信する他の装置に記憶されていてもよい。
また、音認識部13は、音取得部11から入力された音の種別を登録音データDとの照合により認識した場合、認識された音の種別を表示処理部15に出力する。
第1演算部14は、音取得部11から入力された音を利用して音源方向を演算し、算出した音源方向を表示処理部15及び通信処理部17に出力する。すなわち、各マイクロホン111a〜111dが同じ音を取得したとしても、各マイクロホン111a〜111dから音源SSまでの距離や音源に対する向きおよび指向性が異なるため、各マイクロホン111a〜111dで取得される音の音量が異なる。したがって、第1演算部14は、各マイクロホン111a〜111dが取得した音の音量の違いから、音源方向を特定することができる。
また、送信対象となるのは緊急音として判断された音であるため、第1演算部14は、音認識部13で「緊急音」として判断された場合にのみ音源方向を通信処理部17に出力すればよい。
表示処理部15は、例えば、図4に示すような、位置特定部19から入力される自装置の位置P1、音認識部13から入力される音の種別を示す文字情報C1、及び第1演算部14から入力される音源方向を示す画像I1を含む表示画面W1をディスプレイ21に表示させる。図4に示す表示画面W1の一例では、自装置の位置を中心とし、ディスプレイ21の上方向を北としたとき、救急車のサイレンが北西から検出されたことを示している。図4の表示は、同時に自装置の位置P1を中心とした地図画像を表示している。このような地図画像は、記憶装置20に記憶されている。また、自装置の位置に加えて自装置の向きを特定する情報が必要となる場合、自装置の向きは図示しない地磁気センサ等により特定する。
ここで、音源方向表示装置1が長期間に渡って同じ音を取得する可能性は低い。また、音源方向表示装置1は移動する可能性があり、音源も移動する可能性がある。すなわち、表示処理部15がディスプレイ21に表示する表示画面は、時間の経過に伴い、情報が古くなる。したがって、表示処理部15は、ディスプレイ21に表示画面を表示する際には、音の検出時間とともに表示したり、定期的に新たな表示画面を表示することで、不要な情報をユーザに提供しないようにする。
操作制御部16は、音源方向表示装置1に対する操作が入力される入力部22が操作されることによる信号に基づき、操作に対応した処理を各構成要素に実行させる。例えば、入力部22としてのディスプレイ21上に備えられるタッチパネルへの操作入力により、表示画面の操作や各種処理が実行される。
通信処理部17は、位置特定部12から入力された自装置の位置、音認識部13から入力された緊急音の種別、及び第1演算部14から入力された音源方向を含む通知データを生成する。また、通信処理部17は、通信I/F23を介し、生成した通知データを他装置に送信する。
通信I/F23は、データの送受信に無線通信を利用することが好ましいが、ここで利用する通信の規格については限定されない。例えば、通信I/F23は、自装置を基準として所定範囲内(例えば、200m以内)に存在する他装置との間で認証手順不要でデータを相互に送受信可能であればよい。
通信処理部17は、通信I/F23から、他装置から送信され、受信された通知データが入力される。また、通信処理部17は、入力された通知データを第2演算部18に出力する。
第2演算部18は、通信処理部17から通知データが入力されると、位置特定部12に位置特定のリクエスト信号を出力する。また、第2演算部18は、位置特定部12から自装置の位置が入力されると、自装置の位置を基準として、通知データに含まれる緊急音の音源方向を求め、通知データに含まれる他装置の位置及び音の種別とともに、求めた緊急音の音源方向を表示処理部15に出力する。
すなわち、通知データには、この通知データを送信した他装置の位置を基準とした音源方向が含まれている。したがって、第2演算部18は、位置特定部19が取得した自装置の位置と、通知データに含まれる他装置の位置とを利用して、通知データに含まれる音源方向を自装置の位置を基準とした音源方向に変換する。
表示処理部15は、図5に一例を示すように、位置特定部19から入力される自装置の位置P1、第2演算部18から入力される音源方向I2、他装置の位置P2及び音の種別を示す文字情報C2を含む表示画面をディスプレイ21に表示させる。図5(a)の表示画面W2の例では、自装置の位置P1を中心とし、ディスプレイ21の上方向を北とした地図上で、北北西に存在する他装置において救急車のサイレンが他装置の北西から検出されたことを示している。また、図5(b)の表示画面W3の例でも、自装置の位置P1を中心とし、ディスプレイ21の上方向を北としたとき、自装置から50m離れた北北西に存在する他装置において救急車のサイレン音が他装置の北西から検出されたことを示している。
また、表示処理部15は、図6に一例を示すように、自装置で取得した音に関する情報と他装置から受信した音に関する情報とを含む表示画面W4をディスプレイ21に表示させてもよい。図6(a)の表示画面W4では、位置特定部12から入力される自装置の位置P1、音認識部13から入力される音の種別を示す文字情報C1、第1演算部14から入力される音源方向を表す画像I1、第2演算部18から入力される音源方向I2、他装置の位置P2及び音の種別を表す文字情報C2を含んでいる。この表示画面W4は、自装置の位置を中心とし、ディスプレイ21の上方向を北としたとき、自装置から北北西に存在する他装置において救急車のサイレン音が他装置の北西から検出されたと同時に、自装置においても同一のサイレン音が検出されたことを示している。
また、図6(b)の表示画面W5では、自装置によって南西から火災の警報が検出され、北北西に存在する他装置において消防車のサイレンが北西から検出されたことを示している。
このように、表示処理部15がディスプレイ21に表示させる表示画面は、一の他装置からの情報のみを含むものでなく、自装置で取得した情報と他装置からの情報とを合わせて生成されることもある。また、表示画面は、複数の他装置からの情報を合わせて生成されることもある。
なお、音源方向表示装置1は、振動生成部(図示せず)を備え、ディスプレイ21に新たな表示画面を表示させる際に、表示画面の表示タイミングを振動によってユーザに通知してもよい。これにより、ユーザは、振動により直ちにディスプレイ21への新たな表示画面の表示を知ることができる。
(表示・送信処理)
続いて、図7に示すフローチャートを用いて、音源方向表示装置1が音を検出した場合の処理の一例について説明する。本処理の実施は、自装置の現在位置と音源の方向とを対応付けるため、音源方向表示装置1が例えば時速10km/hなどの所定以上の速度で移動しているときは、実施が制限されてもよい。
まず、音取得部11が音を取得すると(S01でYES)、音認識部13が音の種別を認識する(S02)。S01における音の取得は、予め設定された音量以上の音が入力されることによって、音を取得したとしてもよい。
S02において、音認識部13が音の種別を認識した場合は、認識した音の種別は表示処理部15による表示対象となるが、認識できない場合は、音の種別は表示対象とはならない。
次に、位置特定部19が自装置の位置を特定し(S03)、第1演算部14が音の音源方向を演算する(S04)。S03における自装置の位置特定処理は、S01において音を取得した時点の位置であることが好ましい。
その後、音認識部13は、取得した音が緊急音であるか否かを判定する(S05)。S05の判定は、取得した音が緊急音ではないとき(S05でNO)、表示処理部15は、自装置の位置、音の種別及び音源方向を含む表示画面をディスプレイ21に表示した後、ステップS01に戻り処理を繰り返す(S10)。
取得した音が緊急音であるとき(S05でYES)、通信処理部17は、新たに位置特定部19で特定された自装置の位置、音認識部13で認識された緊急音の種別及び第1演算部14で求められた音源方向が、過去に送信した通知データに含まれる自装置の位置、緊急音の種別及び音源方向と同一であるか否かを判定する(S06)。なお、過去に送信した通知データは、RAM等のメモリ(図示せず)に記憶されているため、このメモリに記憶される通知データと比較する。
過去に同一の内容の通知データを送信していない場合(S06でNO)、通信処理部17は、新たに入力された自装置の位置、緊急音の種別及び音源方向を含む通知データを送信するとともに、送信した通知データをメモリに記憶する(S07)。
一方、過去に同一の内容の通知データを送信していた場合(S06でYES)、通信処理部17は、過去の通知データの送信が所定時間内(例えば、5秒以内)であるか否かを判定する(S08)。過去の通知データの送信から所定時間内でない場合(S08でNO)、通信処理部17は、新たに入力された自装置の位置、緊急音の種別及び音源方向を含む通知データを送信(再送)するとともに、送信した通知データをメモリに記憶する(S09)。また、過去の通知データの送信から所定時間内であるとき(S08でYES)、ステップS01に戻り、処理を繰り返す。
また、ステップS07又はS09で通知データを送信後、表示処理部15は、ディスプレイ21に自装置の位置、緊急音の種別及び音源方向の表示画面を表示した後、ステップS01に戻り、処理を繰り返す(S10)。
(受信・表示処理)
次に、図8に示すフローチャートを用いて、音源方向表示装置1が他の装置から通知データを受信する場合の処理について説明する。まず、通信処理部17が通信I/F23を介して通知データを受信すると(S21でYES)、位置特定部12が自装置の位置を特定する(S22)。
自装置の位置が特定されると、第2演算部18は、自装置の位置を基準とした通知データに含まれる緊急音の音源方向を演算する(S23)。その後、表示処理部15は、ディスプレイ21に自装置の位置、他装置の位置、緊急音の種別及び音源方向を含む表示画面を表示した後、ステップS21に戻り、処理を繰り返す(S24)。
上述したように、実施形態に係る音源方向表示装置では、予め登録されている登録音を検出したとき、その情報をディスプレイ21に表示させる。また、緊急音については、他装置と情報を相互に送受信し、その情報をディスプレイ21に表示させる。したがって、聞こえの不自由な人であっても、周囲の状況を把握することが可能となる。また、緊急音については、より早い段階で、音に関する情報を知ることができるため、自身の危険を回避することもできる。
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。
1A,1B…音源方向表示装置
10…CPU
11…音取得部
111a〜111d…マイクロホン
112…音声信号入力部
113…A/D変換部
114…増幅部
12…GPS受信部
13…音認識部
14…第1演算部
15…表示処理部
16…操作制御部
17…通信処理部(送信部、受信部)
18…第2演算部
19…位置特定部
20…記憶装置
D…登録音データ
P…音源方向表示プログラム
21…ディスプレイ
22…入力部
23…通信I/F
100…筐体

Claims (7)

  1. 音源から発せられた音を取得する複数のマイクロホンを有する音取得部と、
    自装置の位置を特定する位置特定部と、
    前記音取得部が取得した音の音源方向を求める第1演算部と、
    前記位置特定部が特定した自装置の位置と、前記第1演算部が求めた音源方向とを含む通知データを他装置に送信する送信部と、
    他装置から送信された、他装置の位置及び音源方向を含む通知データを受信する受信部と、
    前記受信部が受信した通知データに含まれる他装置の位置及び音源方向から、前記位置特定部が特定した自装置の位置を基準として、当該通知データに含まれる音の音源方向を求める第2演算部と、
    前記第1演算部で求められた音源方向および前記第2演算部で求められた音源方向をディスプレイに表示させる表示処理部と、
    を備えることを特徴とする音源方向表示装置。
  2. 前記音取得部が取得した音が緊急度の高い音であるか否かを判断する音認識部をさらに備え、
    前記送信部は、前記音認識部によって緊急度の高い音であると判断された音に対して、前記位置特定部が特定した自装置の位置と、前記第1演算部が求めた音源方向とを含む通知データを他装置に送信する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の音源方向表示装置。
  3. 前記音認識部は、前記音取得部が取得した音の音量または音の種別の認識結果に基づき緊急度の高い音であるか否かを判断する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の音源方向表示装置。
  4. 前記送信部は、前記音認識部において音の種別が認識されている場合、前記通知データに音の種別を加えて他装置に送信し、
    前記受信部は、他装置から送信された前記通知データに音の種別が含まれている場合は、 音の種別を含む前記通知データを受信し、
    前記表示処理部は、前記音源方向に加えて、前記受信部で受信した音の種別を前記ディスプレイに表示させる、
    ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の音源方向表示装置。
  5. 音源から発せられた音を複数のマイクロホンによって取得するステップと、
    自装置の位置を特定するステップと、
    前記複数のマイクロホンによって取得した音の音源方向を求めるステップと、
    特定された自装置の位置と、求められた音源方向とを含む通知データを他装置に送信するステップと、
    を備えることを特徴とする音源方向送信方法。
  6. 他装置から送信された、当該他装置の位置及び音源方向を含む通知データを受信するステップと、
    自装置の位置を特定するステップと、
    受信した通知データに含まれる他装置の位置及び音源方向から、自装置の位置を基準として、当該通知データに含まれる音の音源方向を求めるステップと、
    音源方向が求められると、求められた音源方向をディスプレイに表示させるステップと、
    を備えることを特徴とする音源方向表示方法。
  7. 音源から発せられた音を複数のマイクロホンによって取得するステップと、
    自装置の位置を特定するステップと、
    前記複数のマイクロホンによって取得した音の音源方向を求めるステップと、
    求められた音源方向をディスプレイに表示させるステップと、
    特定された自装置の位置と、求められた音源方向とを含む通知データを他装置に送信するステップと、
    他装置から送信された、当該他装置の位置及び音源方向を含む通知データを受信するステップと、
    受信した通知データに含まれる他装置の位置及び音源方向から、自装置の位置を基準として、当該通知データに含まれる音の音源方向を求めるステップと、
    音源方向が求められると、求められた音源方向をディスプレイに表示させるステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする音源方向表示プログラム。
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