JP2015173391A

JP2015173391A - 演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体

Info

Publication number: JP2015173391A
Application number: JP2014048817A
Authority: JP
Inventors: 慎一菊池; Shinichi Kikuchi; 快友今西; Yasutomo Imanishi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-10-01

Abstract

【課題】音響空間内に放射された音の流れを好適に検出する。
【解決手段】演算装置（１）は、音源（３００）からの音を少なくとも２箇所（２１０，２２０）で検出する音検出手段（１１０）と、少なくとも２箇所の各々で音を検出した時間（Ｔ０，Ｔ１）に基づいて、音が音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段（１２０）とを備える。このような演算装置によれば、音響空間内に放射された音の流れを、直感的且つ簡易的に知ることが可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば音響空間内に放射された音の流れを視覚的に把握するための演算を行う演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体の技術分野に関する。

音の定位方向を知る手段として、音響空間内に放射された音の流れを視覚的に把握するという技術が知られている。例えば特許文献１及び２では、複数の検出点における音圧や粒子速度から放射エネルギー方向を演算するという技術が開示されている。

特開２００５−２３６６３６号公報特許第５１８１８６５号

しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載された技術では、音を検出するマイクロフォン等の装置に高い感度が要求されてしまう。このため、音の流れを検出するためには、例えば専用のツールを用いることが前提となってしまい、例えばコストの増大等の技術的問題点が生ずる。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能な演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを課題とする。

上記課題を解決する演算装置は、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出手段と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段とを備える。

上記課題を解決する演算方法は、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とを備える。

上記課題を解決するコンピュータプログラムは、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とをコンピュータに実行させる。

上記課題を解決する記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。

第１実施例に係る演算装置の全体構成を示す概略図である。第１実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図（その１）である。第１実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフ（その１）である。第１実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図（その２）である。第１実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフ（その２）である。第２実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図である。第２実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフである。各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルを示す概念図である。各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルの合成を示す概念図である。表示部における表示例を示す平面図である。第３実施例に係る畳み込み演算を示す概念図である。第４実施例に係る平均値の演算方法を示す概念図である。

＜１＞
本実施形態に係る演算装置は、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出手段と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段とを備える。

本実施形態の演算装置によれば、その動作時には、例えばスピーカ等の音源から放射される音が、音検出手段において検出される。本実施形態に係る音検出手段は、少なくとも２箇所において音を検出することが可能に構成されている。具体的には、例えば異なる位置に配置された２つ以上の音検出器（例えば、マイクロフォン等）から得られた音を示す信号を夫々取得可能に構成されている。

音検出手段で検出された音は、演算手段における演算に用いられる。本実施形態に係る演算手段は、少なくとも２箇所で音を検出した時間に基づいて、音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する。なお、ここでの「伝播方向に関連する演算」とは、音の伝播方向を直接的に示すデータの演算を意味するだけでなく、音の伝播方向を含むデータや検出位置における音圧や位相等の演算を含む趣旨である。演算手段は、例えば一の箇所で音が検出された時間と、他の箇所で音が検出された時間との差分に基づいて、音源から放射された音がどのような方向に伝播しているのかを演算する。

上述した構成によれば、相異なる箇所で音が検出された時間を利用して伝播方向を演算できる（言い換えれば、音が各箇所で検出された時間さえ正確に知ることができれば伝播方向を演算できる）ため、例えば音圧や粒子速度を利用して伝播方向を検出する場合と比べて、音検出器に高い感度が求められない。よって、高価な音検出器を利用せずとも、簡単な処理で精度良く音の伝播方向を知ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る演算装置によれば、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。

＜２＞
本実施形態に係る演算装置の一態様では、前記音検出手段は、基準位置と、該基準位置の周辺に位置する少なくとも１箇所の周辺位置とで夫々前記音を検出し、前記演算手段は、前記基準位置と前記周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行する。

この態様によれば、音検出手段により、基準位置と少なくとも１箇所の周辺位置とで音が検出される。基準位置及び周辺位置で音が検出されると、演算手段では、基準位置で音が検出された時間と、周辺位置で音が検出された時間との時間差が演算される。そして、演算手段では更に、演算された時間差に基づいて、基準位置における音の伝播方向に関連する演算が実行される。

上述した構成によれば、基準位置と周辺位置との検出時間の差分に基づいて、基準位置における音の伝播方向を検出することができる。なお、周辺位置が２箇所以上設定されている場合には、基準位置で音が検出された時間との時間差は、周辺位置毎に演算されることになる。この場合には、例えば周辺位置毎の時間差ベクトルを合成して用いればよい。周辺位置の数を増加させることで、伝播方向をより正確に検出することが可能となる。

＜３＞
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では前記音検出手段は、前記基準位置と、該基準位置と同一平面上の周辺位置である第１周辺位置及び第２周辺位置と、前記同一平面上でない周辺位置である第３周辺位置とで夫々音を検出し、前記演算手段は、前記基準位置と、前記第１周辺位置、前記第２周辺位置及び前記第３周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における３次元の前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。

この場合、音検出手段により、基準位置と、第１、第２及び第３周辺位置とで音が検出される。第１周辺位置及び第２周辺位置は、基準位置と同一平面上に位置する周辺位置である。一方、第３周辺位置は、第１及び第２周辺位置が位置する平面と同一平面上に位置しない周辺位置である。なお、周辺位置は、第１、第２及び第３周辺位置以外に設定されていてもよく、他の周辺位置で音が検出された時間を後述の演算に利用することもできる。

基準位置、第１、第２及び第３周辺位置で音が検出されると、演算手段では、基準位置で音が検出された時間と、第１、第２及び第３周辺位置で音が検出された時間との時間差が演算される。そして、演算手段では更に、演算された時間差に基づいて、基準位置における音の伝播方向に関連する演算が実行される。ここで本態様では特に、上述したように、第１及び第２周辺位置は、基準位置と同一平面上に位置する周辺位置として、第３周辺位置は、第１及び第２周辺位置が位置する平面と同一平面上に位置しない周辺位置として設定されている。このため、演算手段は少なくとも相異なる３方向に関する時間差を演算でき、その結果として３次元での音の伝播方向に関する演算を実行することができる。

＜４＞
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号の第１ピーク又は最大値の時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。

この場合、第１ピーク（即ち、検出を開始してから最初に検出されるピーク）又は最大値によって基準位置と周辺位置とでの音の検出時間が比較される。従って、検出された音を示す信号に複数のピークが存在するような場合であっても、正確に検出時間の差分を演算できる。

＜５＞
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号に、所望の周波数に対応する正弦波を畳み込み演算し、前記基準位置における前記所望の周波数を有する音の前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。

この場合、予め所望の周波数に対応する正弦波を畳み込み演算しておくことにより、所望の周波数を有する音についての伝播方向に関連する演算が容易となる。具体的には、畳み込み演算により、音検出手段で検出された音のうち、所望の周波数を有する音に対応する信号のピークが顕著に現れる。よって、例えばピーク位置の差分を利用した伝播方向の算出が容易となる。

＜６＞
上述の如く所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算を実行する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置で前記音を検出した時間差の所定期間の平均値に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。

この場合、音を検出した時間差は、所定期間に（即ち、複数のピークを利用して）複数回演算される。そして、複数の時間差の平均値に基づいて、伝播方向に関連する演算が実行される。このようにすれば、時間差について１つの第１ピーク又は最大値を用いる場合、空間に放射された音の過渡的な伝搬方向を演算することができるのに対し、空間に放射された音の定常的な音の伝搬方向を演算することができる。

＜７＞
本実施形態に係る演算装置の他の態様では、前記演算手段は、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に加えて、前記少なくとも２箇所の各々で検出した前記音の音圧に基づいて、前記伝播方向に関連する演算を実行する。

この態様によれば、音が検出される時間差に加えて、検出された音の音圧（振幅）が演算に利用される。よって、音の伝播方向に加えて音の大きさを知ることが可能となり、伝播方向に関する情報を、伝播方向及び音の大きさを含む情報として算出することができる。このため、例えば伝播方向に関する情報を視覚化する場合等において、より適切な表示が可能となる。

＜８＞
本実施形態に係る演算装置の他の態様では、前記演算手段による演算結果に応じて、前記伝播方向を表示する表示手段を更に備える。

この態様によれば、演算手段によって演算された伝播方向を視覚的に把握することが可能となる。

＜９＞
上述の如く表示手段を更に備える態様では、前記表示手段は、前記伝播方向をベクトル表示してもよい。

この場合、伝播方向がベクトル表示されるため、より直感的に音の流れを把握することが可能となる。

＜１０＞
本実施形態に係る演算方法は、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とを備える。

本実施形態に係る演算方法によれば、上述した演算装置と同様に、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。

なお、本実施形態に係る演算方法においても、上述した本実施形態に係る演算装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

＜１１＞
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とをコンピュータに実行させる。

本実施形態に係るコンピュータプログラムによれば、上述した演算装置及び演算方法と同様に、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。

なお、本実施形態に係るコンピュータプログラムにおいても、上述した本実施形態に係る演算装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

＜１２＞
本実施形態に係る記録媒体は、上述した本実施形態に係るコンピュータプログラムが記録されている。

本実施形態に係る記録媒体によれば、記録されたコンピュータプログラムを実行することにより、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。

以下では、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。

＜第１実施例＞
初めに、図１を参照しながら、第１実施例に係る演算装置１００の構成について説明する。ここに図１は、第１実施例に係る演算装置の全体構成を示す概略図である。

図１において、第１実施例に係る演算装置１００は、主な構成要素として、音検出部１１０及び演算部１２０を備えて構成されている。

音検出部１１０は、本発明の「音検出手段」の一例であり、接続された基準マイク２１０及び周辺マイク２２０において検出された音を示す信号を入力とする。なお、基準マイク２１０及び周辺マイク２２０は、例えば一般的なマイクロフォン等として構成されており、音源３００から放射された音を検出する。音検出部１１０は、入力された信号（即ち、基準マイク２１０で検出された音を示す信号（以下、適宜「基準マイク信号」と称する）及び周辺マイク２２０で検出された音を示す信号（以下、適宜「周辺マイク信号」と称する））を直接、或いは各種処理を施して、演算部１２０に出力可能に構成されている。

演算部１２０は、本発明の「演算手段」の一例であり、時間差算出部１２１及び伝播方向算出部１２２を備えている。時間差算出部１２１は、音検出部１１０から入力された基準マイク信号及び周辺マイク信号を比較して、基準マイク２１０及び周辺マイク２２０において音が検出された時間差を算出し、伝播方向算出部１２２に出力する。伝播方向算出部１２２は、時間差算出部１２１で算出された時間差に基づいて、音源３００から放射された音の伝播方向を算出する。演算部１２０は、算出した音の伝播方向を示すデータを、表示部４００に出力可能に構成されている。

表示部４００は、本発明の「表示手段」の一例であり、例えば液晶モニタ等のディスプレイとして構成されている。表示部４００は、演算部１２０で算出された音の伝播方向を視覚的に把握可能な態様で表示可能とされている。

次に、第１実施例に係る演算装置１００の動作について、図２から図５を参照して説明する。ここに図２及び図４は夫々、第１実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図である。また図３及び図５は夫々、第１実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフである。

図２に示すように、原点を基準にしてＸ方向で見た場合に、基準マイク２１０が周辺マイク２２０より原点に近い位置に配置されており、原点より後方に配置された音源３００からの音がＸ方向の正方向に放射されている場合を考える。この場合、音源３００から放射された音は、先ず基準マイク２１０において検出され、その後に周辺マイク２２０に検出されることになると考えられる。

ここで図３に示すように、音検出部１１０において、基準マイク信号及び周辺マイク信号が図に示すようなものとして検出されたとする。この場合、時間差算出部１２１は、原点に対して遠方に配置されたマイクから近傍に配置されたマイクの時間差を算出する。具体的には、原点に対して遠方に配置された周辺マイク信号の最大値が検出された時刻Ｔ１から、原点に対して近傍に配置された基準マイク信号の最大値が検出された時刻Ｔ０の時間差を算出する。なお、時間差算出部１２１は、最大値に代えて第１ピーク等の他のピークを比較することで時間差を算出してもよい。

図３の信号から算出された時間差は、Ｔ１−Ｔ０＞０となる。この結果、基準マイク２１０が配置されている基準位置での音の伝播方向は、伝播方向算出部１２２により、図２に示す伝播方向ベクトルＤ１として算出される。即ち、音の伝播方向は、Ｘ方向で見た場合の正方向として算出される。

他方、図４に示すように、原点を基準にしてＸ方向で見た場合に、基準マイク２１０が周辺マイク２２０より原点に近い位置に配置されており、周辺マイク２２０より原点から離れて配置された音源３００からの音がＸ方向の負方向に放射されている場合を考える。この場合、音源３００から放射された音は、先ず周辺マイク２２０において検出され、その後に基準マイク２１０に検出されることになると考えられる。

ここで図５に示すように、音検出部１１０において、基準マイク信号及び周辺マイク信号が図に示すようなものとして検出されたとする。この場合、時間差算出部１２１は、原点に対して遠方に配置された周辺マイク信号の最大値が検出された時刻Ｔ１から、原点に対して近傍に配置された基準マイク信号の最大値が検出された時刻Ｔ０の時間差を算出する。すると算出された時間差は、Ｔ１−Ｔ０＜０となる。この結果、基準マイク２１０が配置されている基準位置での音の伝播方向は、伝播方向算出部１２２により、図４に示す伝播方向ベクトルＤ２として算出される。即ち、音の伝播方向は、Ｘ方向で見た場合の負方向として算出される。

以上説明したように、第１実施例に係る演算装置１００によれば、基準マイク２１０で音が検出される時間と、周辺マイク２２０で音が検出される時間との差分を利用して、音の伝播方向を算出することができる。第１実施例に係る演算装置では特に、音が検出されたタイミングさえ正確に検出できればよいため、例えば高感度のマイクロフォン等を使用せずとも好適に伝播方向を知ることができる。

＜第２実施例＞
次に、図６から図１０を参照しながら、第２実施例に係る演算装置について説明する。ここに図６は、第２実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図である。また図７は、第２実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフであり、図８は各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルを示す概念図である。更に図９は、各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルの合成を示す概念図であり、図１０は、表示部における表示例を示す平面図である。

なお、第２実施例は、上述した第１実施例と比べて一部の構成が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第１実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図６に示すように、第２実施例に係る演算装置１００では、１つの基準マイク２１０に対し、複数の周辺マイク２２０が配置されている。具体的には、基準マイク２１０を囲うように、第１周辺マイク２２１、第２周辺マイク２２２、第３周辺マイク２２３、第４周辺マイク２２４が配置されている。この場合、音源３００から放射された音は、先ず第１周辺マイク２２１において検出され、その後に基準マイク２１０に検出され、更にその後に第２周辺マイク２２２及び第３周辺マイク２２３に検出され、最後に第４周辺マイク２２４に検出されることになると考えられる。

ここで図７に示すように、音検出部１１０において、基準マイク信号及び各周辺マイク信号（具体的には、第１周辺マイク２２１で検出された音を示す第１周辺マイク信号、第２周辺マイク２２２で検出された音を示す第２周辺マイク信号、第３周辺マイク２２３で検出された音を示す第３周辺マイク信号、及び第４周辺マイク２２４で検出された音を示す第４周辺マイク信号）が図に示すようなものとして検出されたとする。なお、第２周辺マイク信号及び第３周辺マイク信号はほぼ同時刻に同様の信号として検出されるものであるため併せて図示している。

図８に示すように、時間差算出部１２１は、まず、各軸方向に対して基準マイク信号及び各周辺マイク信号の対応するピークが検出された時間差を算出する。具体的には、基準マイクに対しＸ方向に配置された第１周辺マイクと第４周辺マイクの時間差を算出する。基準マイク信号と第１周辺マイク信号との時間差は、Ｘ方向に対し遠方に配置された基準マイク信号から近傍に配置された第１周辺マイク信号の差分を算出する。すなわち、Ｔ０−Ｔ１＞０となる。この結果、基準マイク２１０と第１周辺マイク２２１との関係での時間差ベクトルｘ１は、Ｘ方向での正方向のベクトルとして算出される。基準マイク信号と第４周辺マイク信号の場合、Ｘ方向に対して遠方に配置された第４周辺マイク信号から近傍に配置された基準マイク信号の差分を算出する。すなわち、Ｔ０−Ｔ４＜０となる。この結果、基準マイク２１０と第４周辺マイク２２４との関係での時間差ベクトルｘ２は、Ｘ方向での正方向のベクトルとして算出される。次に、基準マイクに対しＹ方向に配置された第２周辺マイクと第３周辺マイクの時間差を算出する。基準マイク信号と第２周辺マイク信号との時間差は、Ｙ方向に対して遠方に配置された基準マイク信号から近傍に配置された第２周辺マイク信号の差分を算出する。すなわち、Ｔ０−Ｔ２＜０となる。この結果、基準マイク２１０と第２周辺マイク２２２との関係での時間差ベクトルｙ１は、Ｙ方向での負方向のベクトルとして算出される。基準マイク信号と第３周辺マイク信号との時間差は、Ｙ方向に対して遠方に配置された第３周辺マイク信号から近傍に配置された基準マイク信号の差分が算出される。すなわち、Ｔ３−Ｔ１＞０となる。この結果、基準マイク２１０と第３周辺マイク２２３との関係での時間差ベクトルｙ２は、Ｙ方向での正方向のベクトルとして算出される。

図９に示すように、伝播方向算出部１２２は、上記周辺マイク２２０毎に算出された時間差ベクトルｘ１、ｘ２、ｙ１及びｙ２を夫々合成して、基準位置での音の伝播方向ベクトルＤ３を算出する。具体的には、伝播方向ベクトルＤ３は、以下の数式（１）を用いて算出される。

Ｄ３＝（ｘ１＋ｘ２）＋ｊ（ｙ１＋ｙ２）・・・（１）
合成の結果、伝播方向ベクトルＤ３は、Ｙ方向の成分が相殺され、Ｘ方向の正方向のベクトルとして算出される。

図１０に示すように、このような伝播方向ベクトルの算出は、例えば複数箇所を基準位置として行われ、各基準位置において算出される。このようにして算出された複数の伝播方向ベクトルは、表示部４００において、対応する基準位置に合わせて表示される。図に示す例では、ユーザ５００の右前方にある音源３００から放射される音の伝播方向が表示されている。また、各ベクトルの濃淡により音圧の強弱も表されている。具体的には、色が濃いほど音圧が強いことを示しており、音源３００から遠くなるほど、音圧が弱くなっているのが分かる。このように、音の伝播方向に加えて音圧等の他のデータも併せて表示してもよい。

以上説明したように、第２実施例に係る演算装置によれば、複数の周辺マイク２２０を配置することにより、２次元平面上での伝播方向を知ることが可能である。ちなみに、第２実施例では、周辺マイクを同一平面上に配置したため、２次元での伝播方向が算出されている。これに対し、例えば、同一平面上ではない位置に他の周辺マイクを配置すれば、３次元での伝播方向も算出することが可能である。なお、３次元での伝播方向の算出についても、上述した方法と同様に算出できる（即ち、各周辺マイク信号との時間差ベクトルを算出し、それらを合成することで算出できる）ため、ここでの詳細な説明は省略する。

＜第３実施例＞
次に、図１１を参照しながら、第３実施例に係る演算装置について説明する。ここに図１１は、第３実施例に係る畳み込み演算を示す概念図である。

なお、第３実施例は、上述した第１実施例と比べて伝播方向の算出方法が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第１実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。第３実施例では、基準マイク２１０及び周辺マイク２２０の配置は、図２で示す場合と同様であるとする。

図１１に示すように、第３実施例に係る演算装置１００では、演算部１２０において、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々に対し、所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算が行われる。このような畳み込み演算を行うことで、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々において、所望の周波数に対応する音のピークが顕著に現れる。よって、畳み込み演算後の基準マイク信号及び周辺マイク信号を用いて伝播方向を算出すれば、所望の周波数を有する音の伝播方向を知ることができる。具体的には、畳み込み演算後の基準マイク信号のピークが検出される時刻Ｔ０及び周辺マイク信号のピークが検出される時刻Ｔ１の時間差を利用して伝播方向ベクトルが算出される。

＜第４実施例＞
次に、図１２を参照しながら、第４実施例に係る演算装置について説明する。ここに図１２は、第４実施例に係る平均値の演算方法を示す概念図である。

なお、第４実施例は、上述した第４実施例と比べて伝播方向の算出方法が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第４実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。第４実施例でも、基準マイク２１０及び周辺マイク２２０の配置は、図２で示す場合と同様であるとする。

図１２に示すように、第４実施例に係る演算装置１００では、先ず第３実施例と同様に、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々に対し、所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算が行われる。これにより、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々において、所望の周波数に対応する音のピークが顕著に現れることになる。

続いて、畳み込み演算後の基準マイク信号及び周辺マイク信号を用いて、所定期間における時間差の平均値が算出される。具体的には、先ず各ピークに対応する期間Δｔ毎に複数の時間差が算出される。即ち、第１ピーク同士の時間差Ｔ_１は、基準マイク信号の第１ピークの検出時間Ｔ_０１及び周辺マイクの第１ピークの検出時間Ｔ_１１を用いて以下の数式（２）で算出される。

Ｔ_１＝Ｔ_１１−Ｔ_０１・・・（２）
同様に、第２ピーク同士の時間差Ｔ_２は、基準マイク信号の第２ピークの検出時間Ｔ_０２及び周辺マイクの第１ピークの検出時間Ｔ_１２を用いて以下の数式（３）で算出される。

Ｔ_２＝Ｔ_１２−Ｔ_０２・・・（３）
そして、第ｎピーク同士の時間差Ｔ_ｎは、基準マイク信号の第ｎピークの検出時間Ｔ_０ｎ及び周辺マイクの第１ピークの検出時間Ｔ_１ｎを用いて以下の数式（４）で算出される。

Ｔ_ｎ＝Ｔ_１ｎ−Ｔ_０ｎ・・・（４）
これらｎ個の時間差Ｔ_１〜Ｔ_ｎ算出されると、ｎ個の時間差Ｔ_１〜Ｔ_ｎの平均値Ｔ_ａが以下の数式（５）を用いて算出される。

Ｔ_ａ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２＋・・・Ｔ_ｎ−１＋Ｔ_ｎ）／ｎ・・・（５）
このようにして算出された時間差の平均値Ｔ_ａを用いれば、１つのピークの時間差のみを用いる場合と比べて、空間に放射された音の定常的な音の伝搬方向を演算することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１００演算装置
１１０音検出部
１２０演算部
１２１時間差算出部
１２２伝播方向算出部
２１０基準マイク
２２０周辺マイク
３００音源
４００表示部
５００ユーザ

Claims

音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出手段と、
前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段と
を備える演算装置。
前記音検出手段は、基準位置と、該基準位置の周辺に位置する少なくとも１箇所の周辺位置とで夫々前記音を検出し、
前記演算手段は、前記基準位置と前記周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の演算装置。
前記音検出手段は、前記基準位置と、該基準位置と同一平面上の周辺位置である第１周辺位置及び第２周辺位置と、前記同一平面上でない周辺位置である第３周辺位置とで夫々音を検出し、
前記演算手段は、前記基準位置と、前記第１周辺位置、前記第２周辺位置及び前記第３周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における３次元の前記伝播方向に関連する演算を実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の演算装置。
前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号の第１ピーク又は最大値の時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行することを特徴とする請求項２又は３に記載の演算装置。
前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号に、所望の周波数に対応する正弦波を畳み込み演算し、前記基準位置における前記所望の周波数を有する音の前記伝播方向に関連する演算を実行することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の演算装置。
前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置で前記音を検出した時間差の所定期間の平均値に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行する
ことを特徴とする請求項５に記載の演算装置。
前記演算手段は、前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に加えて、前記少なくとも２箇所の各々で検出した前記音の音圧に基づいて、前記伝播方向に関連する演算を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の演算装置。
前記演算手段による演算結果に応じて、前記伝播方向を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の演算装置。
前記表示手段は、前記伝播方向をベクトル表示することを特徴とする請求項８に記載の演算装置。
音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、
前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程と
を備える演算方法。
音源からの音を少なくとも２箇所で検出する音検出工程と、
前記少なくとも２箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
請求項１１に記載のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。