JP2015185950A - acoustic signal processing device and program - Google Patents

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櫻田 信弥
Shinya Sakurada
信弥 櫻田
川▲原▼ 毅彦
Takehiko Kawahara
毅彦 川▲原▼
満 福井
Mitsuru Fukui
満 福井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform acoustic communication with a particular device within a range where an acoustic signal reaches using the acoustic signal.SOLUTION: Acoustic signal generation means 101 generates an acoustic signal in which information is superposed on a particular frequency component. Storage means 102 stores data associating a ratio between before and after frequency shift of the acoustic signal with data representing moving speed as data on a frequency at which the acoustic signal is shifted. When the acoustic signal generation means 101 generates an acoustic signal, shifting means 103 shifts the frequency of the acoustic signal, i.e. the acoustic signal in which information is superposed on the particular frequency component, according to shift frequency data stored in the storage means 102. Output means 104 outputs the supplied acoustic signal, i.e. the acoustic signal whose frequency is shifted by the shifting means 103.

Description

本発明は、音響信号を用いた通信の技術に関する。   The present invention relates to a communication technique using an acoustic signal.

音響信号を用いた通信(以下「音響通信」という)の技術がある。特許文献1には、基準周波数で駆動されるエンコーダで変換した音響信号を送信し、受信した音響信号を基準周波数とは異なる周波数で駆動されるデコーダを用いて解読することで、送信側と受信側とで速度差がある状態でも正常な信号の送受信が行えるようにするという音響通信の技術が開示されている。   There is a technique of communication using an acoustic signal (hereinafter referred to as “acoustic communication”). In Patent Document 1, an acoustic signal converted by an encoder driven at a reference frequency is transmitted, and the received acoustic signal is decoded using a decoder driven at a frequency different from the reference frequency, so that the transmission side and the reception side are decoded. An acoustic communication technique is disclosed in which normal signals can be transmitted and received even when there is a speed difference between the two sides.

特開2004−048309号公報JP 2004-048309 A

通信によって情報を伝達する際には、特定の相手にだけ情報を伝達したい場合がある。音響通信であれば、例えば、音響信号が届く範囲にある複数の装置のうち、特定の装置とだけその音響信号を用いた音響通信を行いたいという場合である。特許文献1の技術では、そのような場合であっても、音響信号が届く範囲にある全ての装置が音響通信の対象となってしまう。   When transmitting information by communication, there are cases where it is desired to transmit information only to a specific partner. In the case of acoustic communication, for example, it is a case where it is desired to perform acoustic communication using the acoustic signal only with a specific device among a plurality of devices within a range in which the acoustic signal reaches. In the technique of Patent Literature 1, even in such a case, all devices within the range where the acoustic signal can reach are targets for acoustic communication.

そこで、本発明は、音響信号が届く範囲内の特定の装置とその音響信号を用いた音響通信を行うことを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to perform acoustic communication using a specific device within a range where an acoustic signal can reach with the acoustic signal.

上記課題を解決するため、本発明は、情報が重畳された音響信号を生成する音響信号生成手段と、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、前記音響信号生成手段が生成した音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号を音波として出力する出力手段とを備える音響信号処理装置を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an acoustic signal generation unit that generates an acoustic signal on which information is superimposed, a storage unit that stores data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted, and the acoustic signal generation unit. An acoustic signal comprising: a deviation unit that shifts the frequency of the generated acoustic signal according to data stored in the storage unit; and an output unit that outputs the acoustic signal whose frequency is shifted by the deviation unit as a sound wave. A processing device is provided.

また、本発明は、情報が重畳された音響信号を受信する受信手段と、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、前記受信手段により受信された音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号から重畳されている情報を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された情報を出力する出力手段とを備える音響信号処理装置を提供する。   The present invention also provides a receiving means for receiving an acoustic signal on which information is superimposed, a storage means for storing data relating to a frequency for shifting the acoustic signal, and a frequency of the acoustic signal received by the receiving means. The shift means for shifting according to the data stored in the storage means, the extraction means for extracting the superposed information from the acoustic signal whose frequency is shifted by the shift means, and the extraction means Provided is an acoustic signal processing device including output means for outputting information.

前記音響信号処理装置において、前記記憶手段が記憶するデータは、前記音響信号の偏移前後の周波数に関するデータと移動速度に関するデータとを対応付けたデータであってもよい。   In the acoustic signal processing device, the data stored in the storage unit may be data in which data relating to the frequency before and after the deviation of the acoustic signal is associated with data relating to the moving speed.

前記音響信号処理装置において、前記情報が重畳された音響信号の複数の周波数成分には、当該複数の周波数成分毎に定められた情報が重畳されており、前記記憶手段は、前記複数の周波数成分毎に異なる複数の前記偏移前後の周波数に関するデータと、当該複数の周波数成分毎に異なる複数の移動速度に関するデータとがそれぞれ対応付けられたデータを、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータとして記憶してもよい。   In the acoustic signal processing device, information determined for each of the plurality of frequency components is superimposed on the plurality of frequency components of the acoustic signal on which the information is superimposed, and the storage unit includes the plurality of frequency components. Data relating to a plurality of different frequencies before and after the shift and data relating to a plurality of movement speeds different for each of the plurality of frequency components, respectively, as data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted You may remember.

前記音響信号処理装置において、前記記憶手段は、前記複数の移動速度に関するデータに、移動速度が0を表すデータと移動速度が0以外を表すデータとが含まれ、且つ、当該移動速度が0を表すデータに前記音響信号の偏移が0を表すデータが対応付けられているデータを、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータとして記憶してもよい。   In the acoustic signal processing device, the storage unit includes data representing a movement speed of 0 and data representing a movement speed other than 0 in the data relating to the plurality of movement speeds, and the movement speed is zero. Data in which data representing a deviation of the acoustic signal of 0 is associated with the data to be represented may be stored as data relating to the frequency at which the acoustic signal is displaced.

また、本発明は、音響信号処理装置を制御するコンピュータを、情報が重畳された音響信号を生成する音響信号生成手段と、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、前記音響信号生成手段が生成した音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号を音波として出力する出力手段として機能させるためのプログラムを提供する。   Further, the present invention provides a computer that controls the acoustic signal processing device, an acoustic signal generating unit that generates an acoustic signal on which information is superimposed, a storage unit that stores data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted, Deviation means for shifting the frequency of the acoustic signal generated by the acoustic signal generation means according to the data stored in the storage means, and output means for outputting the acoustic signal whose frequency is shifted by the deviation means as a sound wave Provide a program to function as

また、本発明は、音響信号処理装置を制御するコンピュータを、情報が重畳された音響信号を受信する受信手段と、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、前記受信手段により受信された音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号から重畳されている情報を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された情報を出力する出力手段として機能させるためのプログラムを提供する。   Further, the present invention provides a computer that controls the acoustic signal processing device, a receiving unit that receives an acoustic signal on which information is superimposed, a storage unit that stores data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted, and the receiving unit. The shift means for shifting the frequency of the acoustic signal received by the storage means according to the data stored in the storage means, and the extraction for extracting the superposed information from the acoustic signal whose frequency is shifted by the shift means And a program for functioning as output means for outputting information extracted by the extraction means.

本発明によれば、音響信号が届く範囲内の特定の装置とその音響信号を用いた音響通信を行うことが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to perform acoustic communication using the acoustic signal with the specific apparatus within the range which an acoustic signal reaches.

本発明の実施形態に係る音響通信システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the acoustic communication system which concerns on embodiment of this invention. 音響送信装置のハードウェア構成を示すブロック図Block diagram showing the hardware configuration of the acoustic transmitter 音響受信装置のハードウェア構成を示すブロック図Block diagram showing the hardware configuration of the acoustic receiver 音響送信装置及び音響受信装置の機能構成を示すブロック図The block diagram which shows the function structure of an acoustic transmitter and an acoustic receiver 出力された音響信号の周波数について説明するための図The figure for demonstrating the frequency of the output acoustic signal 偏移後音響信号について説明するための図The figure for demonstrating the acoustic signal after a shift 特定の周波数成分に情報が重畳されていない例を示す図The figure which shows the example where information is not superimposed on the specific frequency component 音響送信装置及び音響受信装置の動作の一例を示すシーケンスチャートSequence chart showing an example of the operation of the acoustic transmitter and the acoustic receiver 変形例の音響送信装置及び音響受信装置の機能構成を示すブロック図The block diagram which shows the function structure of the acoustic transmitter of a modification, and an acoustic receiver. 変形例の音響送信装置及び音響受信装置の動作の一例を示すシーケンスチャートSequence chart showing an example of operation of the acoustic transmission device and the acoustic reception device of the modification 情報が重畳された音響信号の一例を示す図The figure which shows an example of the acoustic signal with which information was superimposed 音響信号の周波数が偏移させられる様子の一例を示す図The figure which shows an example of a mode that the frequency of an acoustic signal is shifted 変形例の音響送信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the acoustic transmitter of a modification 変形例の音響送信装置の機能構成を示すブロック図The block diagram which shows the function structure of the acoustic transmission apparatus of a modification.

<構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る音響通信システム1の全体構成を示すブロック図である。この音響通信システム1は、音響送信装置10と、複数の音響受信装置20とを備えている。音響送信装置10及び音響受信装置20は、いずれも、音響信号に関する処理を行う装置であり、本発明の「音響信号処理装置」の一例である。音響送信装置10は、情報が重畳された音響信号を音波として出力する。各音響受信装置20は、音響送信装置10が出力した音響信号を受信し、受信した音響信号から、その音響信号に重畳されている情報を抽出して出力する。このように、音響通信システム1は、音響信号を用いた通信(すなわち音響通信)により装置間で情報を伝達させるシステムである。
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an acoustic communication system 1 according to an embodiment of the present invention. The acoustic communication system 1 includes an acoustic transmission device 10 and a plurality of acoustic reception devices 20. The acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20 are both devices that perform processing related to acoustic signals, and are examples of the “acoustic signal processing device” of the present invention. The acoustic transmitter 10 outputs an acoustic signal on which information is superimposed as a sound wave. Each acoustic receiver 20 receives the acoustic signal output by the acoustic transmitter 10, extracts information superimposed on the acoustic signal from the received acoustic signal, and outputs the extracted information. As described above, the acoustic communication system 1 is a system that transmits information between apparatuses by communication using an acoustic signal (that is, acoustic communication).

図2は、音響送信装置10のハードウェア構成を示す図である。音響送信装置10は、制御部11と、記憶部12と、音波出力部13と、インターフェース14とを備えたコンピュータである。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置と、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などの記憶装置とを備えている。記憶部12は、ハードディスク等の大容量で不揮発性の記憶手段であり、プログラムの他に、音響信号やその音響信号に重畳される情報などを記憶する。CPUは、RAMをワークエリアとして用いて、ROMや記憶部12に記憶されたプログラムを実行することによって、音響送信装置10の各部の動作を制御する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the acoustic transmission device 10. The acoustic transmission device 10 is a computer including a control unit 11, a storage unit 12, a sound wave output unit 13, and an interface 14. The control unit 11 includes an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The storage unit 12 is a large-capacity non-volatile storage unit such as a hard disk, and stores an acoustic signal and information superimposed on the acoustic signal in addition to a program. The CPU controls the operation of each unit of the acoustic transmission device 10 by executing a program stored in the ROM or the storage unit 12 using the RAM as a work area.

音波出力部13は、スピーカ及び音声処理回路(図示略)を備えており、制御部11が記憶部12から読み出して供給してくる音響信号を出力する出力手段である。インターフェース14は、USB(Universal Serial Bus)端子等を介した有線接続やBluetooth(登録商標)等の規格に従った無線接続により、外部装置との間でデータの入出力を行う。上記の音響信号に重畳される情報は、インターフェース14を介して外部装置から入力されてもよい。   The sound wave output unit 13 includes a speaker and an audio processing circuit (not shown), and is an output unit that outputs an acoustic signal read from the storage unit 12 and supplied by the control unit 11. The interface 14 inputs and outputs data to and from an external device through a wired connection via a USB (Universal Serial Bus) terminal or the like, or a wireless connection in accordance with a standard such as Bluetooth (registered trademark). Information superimposed on the acoustic signal may be input from an external device via the interface 14.

図3は、音響受信装置20のハードウェア構成を示すブロック図である。音響受信装置20は、制御部21と、記憶部22と、通信部23と、操作部24と、表示部25と、音波受信部26とを備えたコンピュータである。本実施形態では、音響受信装置20が、いわゆるスマートホンである場合を例に挙げて説明する。なお、音響受信装置20は、スマートホンに限定されず、例えば、携帯電話機やタブレット端末、PDA(Personal Digital Assistant)、モバイルコンピュータ、ゲーム機など、ユーザが持ち運ぶことが可能な装置であればよい。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the acoustic receiver 20. The acoustic reception device 20 is a computer that includes a control unit 21, a storage unit 22, a communication unit 23, an operation unit 24, a display unit 25, and a sound wave reception unit 26. In the present embodiment, the case where the acoustic receiver 20 is a so-called smart phone will be described as an example. The acoustic receiving device 20 is not limited to a smart phone, and may be any device that can be carried by a user, such as a mobile phone, a tablet terminal, a PDA (Personal Digital Assistant), a mobile computer, or a game machine.

制御部21は、CPU等の演算装置と、ROM及びRAMなどの記憶装置とを備えている。記憶部22は、例えばEEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)やフラッシュメモリなどの記憶手段である。CPUは、RAMをワークエリアとして用いて、ROMや記憶部22に記憶されたプログラムを実行することによって、音響受信装置20の各部の動作を制御する。通信部23は、アンテナや通信回路を備えており、移動体通信網の基地局などと無線通信を行う。   The control unit 21 includes an arithmetic device such as a CPU and a storage device such as a ROM and a RAM. The storage unit 22 is a storage unit such as an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable ROM) or a flash memory. The CPU controls the operation of each unit of the acoustic reception device 20 by executing a program stored in the ROM or the storage unit 22 using the RAM as a work area. The communication unit 23 includes an antenna and a communication circuit, and performs wireless communication with a base station of a mobile communication network.

操作部24は、キーやタッチセンサなどの操作子を備えた操作手段であり、利用者の操作に応じた操作信号を制御部21に供給する。制御部21は、この操作信号に応じた処理を行う。表示部25は、液晶パネルや液晶駆動回路を備えた表示手段であり、制御部21による制御の下で画像を表示する。音波受信部26は、マイクロホン及び音波処理回路(図示略)を備えており、音響送信装置10により出力された音響信号を受信する受信手段である。音波受信部26は、受信した音響信号を制御部21に供給する。   The operation unit 24 is an operation unit having operation elements such as keys and touch sensors, and supplies an operation signal corresponding to a user operation to the control unit 21. The control unit 21 performs processing according to the operation signal. The display unit 25 is a display unit including a liquid crystal panel and a liquid crystal driving circuit, and displays an image under the control of the control unit 21. The sound wave receiving unit 26 includes a microphone and a sound wave processing circuit (not shown), and is a receiving unit that receives an acoustic signal output from the acoustic transmission device 10. The sound wave receiving unit 26 supplies the received acoustic signal to the control unit 21.

<概要>
音響通信システム1の概要は次のとおりである。音響送信装置10は、例えば店舗や公共施設或いは街路等のユーザが訪れる場所に設置され、設置された場所に関連する情報やその場所で取り扱われている商品などに関連する情報が重畳された音響信号を出力する。各音響受信装置20は、ユーザによって持ち運ばれ、そのユーザが音響送信装置10の設置された場所の近くを通りかかると、音響送信装置10から出力された音響信号を受信する。このとき、音響通信システム1は、通りがかりのユーザが持ち運ぶ全ての音響受信装置20に情報を伝達させるのではなく、特定のユーザが持ち運ぶ音響受信装置20に情報を伝達させる。そのための仕組みを以下に説明する。
<Overview>
The outline of the acoustic communication system 1 is as follows. The acoustic transmission device 10 is installed in a place visited by a user, such as a store, public facility, or street, for example, and is a sound on which information related to the installed location or information related to a product handled at the location is superimposed. Output a signal. Each acoustic receiving device 20 is carried by a user, and when the user passes near the place where the acoustic transmitting device 10 is installed, the acoustic receiving device 20 receives an acoustic signal output from the acoustic transmitting device 10. At this time, the acoustic communication system 1 does not transmit information to all the acoustic receiving devices 20 carried by the passing user, but transmits information to the acoustic receiving devices 20 carried by a specific user. The mechanism for this will be described below.

図4は、音響送信装置10及び音響受信装置20の機能構成を示すブロック図である。音響送信装置10は、音響信号生成手段101と、記憶手段102と、偏移手段103と、出力手段104とを備え、音響受信装置20は、受信手段201と、抽出手段202と、出力手段203とを備える。音響信号生成手段101及び偏移手段103は、いずれも、音響送信装置10の制御部11がプログラムを実行することにより実現され、記憶手段102は記憶部12により実現され、出力手段104は音波出力部13により実現される。受信手段201は音響受信装置20の音波受信部26により実現される。また、抽出手段202は、制御部21がプログラムを実行して記憶部22と協働することにより実現され、出力手段203は、制御部21がプログラムを実行することにより実現される。   FIG. 4 is a block diagram illustrating functional configurations of the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20. The acoustic transmission device 10 includes an acoustic signal generation unit 101, a storage unit 102, a shift unit 103, and an output unit 104. The acoustic reception device 20 includes a reception unit 201, an extraction unit 202, and an output unit 203. With. The acoustic signal generation unit 101 and the shift unit 103 are both realized by the controller 11 of the acoustic transmission device 10 executing a program, the storage unit 102 is realized by the storage unit 12, and the output unit 104 is a sound wave output. This is realized by the unit 13. The receiving unit 201 is realized by the sound wave receiving unit 26 of the acoustic receiver 20. The extraction unit 202 is realized by the control unit 21 executing a program and cooperating with the storage unit 22, and the output unit 203 is realized by the control unit 21 executing the program.

音響信号生成手段101は、音響信号とその音響信号に重畳させる情報とを記憶部12から読み出し、その音響信号の特定の周波数成分(以下、特定周波数成分という)にその情報が重畳された音響信号を生成する。音響信号生成手段101は、例えば次の方法で音響信号に情報を重畳する。音響信号生成手段101は、拡散符号(擬似ノイズ符合等)を発生させ、その拡散符号と重畳させる情報を表すデータ符号とを乗算して、データ符号で変調された拡散符号を生成する。次に、音響信号生成手段101は、変調された拡散符号の各チップの値をその絶対値から前チップからの変化を表す値に置き換える処理により、差動符号に変換する。次に、音響信号生成手段101は、変換した差動符号列をアップサンプリングし、帯域制限及び波形成形してから搬送波信号と乗算する。音響信号生成手段101は、こうして得られた変調信号をゲイン調整し、高域をカットした音響信号と加算合成する。これにより、情報が重畳された音響信号が生成される。   The acoustic signal generation unit 101 reads an acoustic signal and information to be superimposed on the acoustic signal from the storage unit 12, and an acoustic signal in which the information is superimposed on a specific frequency component (hereinafter referred to as a specific frequency component) of the acoustic signal. Is generated. The acoustic signal generation unit 101 superimposes information on the acoustic signal by the following method, for example. The acoustic signal generation unit 101 generates a spreading code (pseudo noise code or the like), multiplies the spreading code by a data code representing information to be superimposed, and generates a spreading code modulated by the data code. Next, the acoustic signal generating unit 101 converts the value of each chip of the modulated spread code into a differential code by a process of replacing the absolute value with a value representing a change from the previous chip. Next, the acoustic signal generation unit 101 up-samples the converted differential code string, performs band limitation and waveform shaping, and then multiplies the carrier signal. The acoustic signal generation means 101 adjusts the gain of the modulation signal thus obtained, and adds and synthesizes the acoustic signal with the high frequency cut. Thereby, an acoustic signal on which information is superimposed is generated.

なお、音響信号に情報を重畳する方法はこれに限らず、例えば特開2007−104598号広報で開示されているようなOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を利用した情報の重畳が行われてもよいし、特開2006−251676号公報で開示されているような振幅を変調することによる情報の重畳が行われてもよい。音響信号生成手段101は、音響信号から重畳された情報が抽出できる方法であれば、どのような方法で音響信号に情報を重畳してもよい。また、音響信号生成手段101は、外部から音響信号とその音響信号に重畳させる情報とを入力させる入力手段を備え、その入力手段により入力された音響信号及び情報を用いて音響信号を生成してもよい。   Note that the method of superimposing information on an acoustic signal is not limited to this, and for example, information is superimposed using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation method as disclosed in JP 2007-104598 A. Alternatively, information may be superimposed by modulating the amplitude as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-251676. The acoustic signal generation unit 101 may superimpose information on the acoustic signal by any method as long as the information superimposed on the acoustic signal can be extracted. The acoustic signal generation means 101 includes an input means for inputting an acoustic signal and information to be superimposed on the acoustic signal from the outside, and generates an acoustic signal using the acoustic signal and information input by the input means. Also good.

記憶手段102は、音響信号を偏移させる周波数に関するデータ(以下「偏移周波数データ」という)を記憶する。記憶手段102が記憶する偏移周波数データは、例えば、音響信号の偏移前後の周波数に関するデータ(以下「偏移前後データ」という)と移動速度に関するデータ(以下「移動速度データ」という)とを対応付けたデータである。偏移前後データは、例えば、音響信号の周波数の偏移前後の比率(以下「偏移比率」という)を示すデータである。なお、偏移前後データは、偏移比率そのものを示していなくてもよく、例えば偏移前の周波数と偏移後の周波数とを示していてもよいし、所定の偏移比率と符号とを対応付けたテーブルが記憶されている場合(偏移比率が0.9だとA、0.8だとBという具合)にその符号を示していてもよい。後者の場合、偏移前後データは、自データが示す符号にテーブルで対応付けられている偏移比率を示すことになる。   The storage means 102 stores data relating to the frequency at which the acoustic signal is shifted (hereinafter referred to as “shift frequency data”). The deviation frequency data stored in the storage means 102 includes, for example, data relating to frequencies before and after the deviation of the acoustic signal (hereinafter referred to as “data before and after deviation”) and data relating to the moving speed (hereinafter referred to as “moving speed data”). The associated data. The data before and after the shift is, for example, data indicating a ratio of the frequency of the acoustic signal before and after the shift (hereinafter referred to as “shift ratio”). The data before and after the shift may not indicate the shift ratio itself, for example, may indicate a frequency before the shift and a frequency after the shift, or may include a predetermined shift ratio and a sign. The code may be shown when the associated table is stored (A when the deviation ratio is 0.9, B when it is 0.8). In the latter case, the data before and after the shift indicates the shift ratio associated with the code indicated by the own data in the table.

また、移動速度データは、例えば、所定の移動速度を所定の単位(m/sec:メートル毎秒など)で表したデータである。所定の移動速度としては、人が歩くときの移動速度などが定められる。なお、移動速度データは、所定の移動速度を直接表すものでなくてもよく、例えば、GPS(Global Positioning System)等による位置情報と時間情報とを対応付けたデータ(つまり位置情報及び時間情報から算出される移動速度を表すデータ)であってもよいし、予め移動速度が決められた乗り物(デパートのエスカレータ、カート、アトラクションの乗り物等)と符号とを対応付けたテーブルが記憶されている場合に、その符号を示すデータ(つまり符号に対応する乗り物の移動速度を表すデータ)であってもよい。   The moving speed data is data representing a predetermined moving speed in a predetermined unit (m / sec: meters per second, etc.), for example. As the predetermined moving speed, a moving speed when a person walks is determined. The moving speed data may not directly represent a predetermined moving speed. For example, the moving speed data is data that associates position information and time information by GPS (Global Positioning System) or the like (that is, from position information and time information). Data indicating the travel speed to be calculated), or a table in which a vehicle (a escalator at a department store, a cart, an attraction vehicle, etc.) with a predetermined travel speed is associated with a code is stored. Alternatively, it may be data indicating the code (that is, data indicating the moving speed of the vehicle corresponding to the code).

偏移手段103は、音響信号生成手段101が情報の重畳された音響信号を生成すると、その音響信号、すなわち特定周波数成分に情報が重畳された音響信号の周波数を、記憶手段102が記憶する偏移周波数データに応じて偏移(シフト)させる。偏移手段103は、周波数を偏移させた音響信号を出力手段(音波出力部13)に供給し、出力手段104は、供給された音響信号、すなわち偏移手段103が周波数を偏移させた音響信号を音波として出力する。偏移周波数データ及び移動速度データと、偏移手段103が周波数を偏移させる方法について、図5及び図6を参照して以下に説明する。   When the acoustic signal generation unit 101 generates an acoustic signal on which information is superimposed, the shifting unit 103 stores the frequency of the acoustic signal, that is, the acoustic signal on which information is superimposed on a specific frequency component, stored in the storage unit 102. Shifting is performed according to the shift frequency data. The shift means 103 supplies the acoustic signal whose frequency is shifted to the output means (sound wave output unit 13), and the output means 104 outputs the supplied acoustic signal, that is, the shift means 103 shifts the frequency. An acoustic signal is output as a sound wave. The shift frequency data and moving speed data, and the method by which the shift means 103 shifts the frequency will be described below with reference to FIGS.

図5は、出力された音響信号の周波数について説明するための図である。図5では、横軸を周波数(Hz)とし縦軸を音圧レベル(dB)としたときの、音響信号の周波数及び音圧レベルの関係が示されている。図5(a)では、音響信号生成手段101により生成された音響信号、すなわち、周波数が偏移させられる前の音響信号(このような音響信号を以下では「偏移前音響信号」という)の一例である偏移前音響信号A1の周波数及び音圧レベルの関係が示されている。この例では、偏移前音響信号A1は、周波数f1から周波数f2までを周波数帯域とする音響信号である。以下では偏移前音響信号の周波数帯域を「偏移前帯域」という。偏移前音響信号A1の音圧レベルは、周波数f1と周波数f2の間にある周波数f3で最大となっている。周波数f3は、偏移前音響信号A1の周波数成分の基準となる周波数であり、以下では基準周波数f3という。   FIG. 5 is a diagram for explaining the frequency of the output acoustic signal. FIG. 5 shows the relationship between the frequency of the acoustic signal and the sound pressure level when the horizontal axis is the frequency (Hz) and the vertical axis is the sound pressure level (dB). In FIG. 5A, the acoustic signal generated by the acoustic signal generation means 101, that is, the acoustic signal before the frequency is shifted (such an acoustic signal is hereinafter referred to as “the acoustic signal before deviation”). The relationship between the frequency and the sound pressure level of the acoustic signal A1 before deviation which is an example is shown. In this example, the pre-shift acoustic signal A1 is an acoustic signal having a frequency band from the frequency f1 to the frequency f2. Hereinafter, the frequency band of the pre-shift acoustic signal is referred to as “pre-shift band”. The sound pressure level of the pre-shift acoustic signal A1 is maximum at a frequency f3 that is between the frequency f1 and the frequency f2. The frequency f3 is a frequency that serves as a reference for the frequency component of the pre-shift acoustic signal A1, and is hereinafter referred to as a reference frequency f3.

音響受信装置20は、移動するユーザにより持ち運ばれることで、音響送信装置10に近づいたり離れたりする。そのような音響受信装置20が音響送信装置10により出力された偏移前音響信号A1を受信すると、音響送信装置10及び音響受信装置20の相対速度及び空気中を音波が伝達する速度(音速)に応じたドップラー効果が生じ、受信した音響信号の周波数が偏移前音響信号A1の周波数から偏移する。ここで、音響送信装置10は移動しない(つまり速度0である)とすると、ドップラー効果の大きさは、ユーザにより持ち運ばれる音響受信装置20の移動速度、より詳細には、音響受信装置20の移動速度のうち、音響送信装置10及び音響受信装置20を結ぶ直線上の移動速度成分と音速とに応じて決まることになる。以下では、説明を分かりやすくするため、音速が一定であり、音響受信装置20がこの直線上を移動するものとする。また、音響送信装置10から離れる向きの速度を正の値で示し、音響送信装置10に近づく向きの速度を負の値で示す。   The acoustic receiving device 20 moves closer to or away from the acoustic transmitting device 10 by being carried by a moving user. When such an acoustic receiver 20 receives the pre-shifted acoustic signal A1 output from the acoustic transmitter 10, the relative speed of the acoustic transmitter 10 and the acoustic receiver 20 and the speed at which sound waves are transmitted through the air (sound speed). The Doppler effect according to the above occurs, and the frequency of the received acoustic signal shifts from the frequency of the acoustic signal A1 before shifting. Here, if the acoustic transmitter 10 does not move (that is, the speed is 0), the magnitude of the Doppler effect is the moving speed of the acoustic receiver 20 carried by the user, more specifically, the acoustic receiver 20. Of the moving speeds, the speed is determined according to the moving speed component and the sound speed on a straight line connecting the acoustic transmitter 10 and the acoustic receiver 20. In the following, in order to make the explanation easy to understand, it is assumed that the sound speed is constant and the acoustic receiver 20 moves on this straight line. Further, the speed in the direction away from the acoustic transmission device 10 is indicated by a positive value, and the speed in the direction approaching the acoustic transmission device 10 is indicated by a negative value.

図5(b)では、周波数がドップラー効果により偏移した後の音響信号の例である音響信号A2及びA3が示されている。音響信号A2は、音響受信装置20が速度+V1で(つまり音響送信装置10から離れる向きに)移動しているときに受信される音響信号であり、偏移前音響信号A1に比べて周波数が低くなっており、前述した偏移前帯域よりも低い周波数の成分のみを有する音響信号になっている。また、音響信号A3は、音響受信装置20が速度−V1で(つまり音響送信装置10に近づく向きに)移動しているときに受信される音響信号であり、偏移前音響信号A1に比べて周波数が高くなっており、偏移前帯域よりも高い周波数の成分のみを有する音響信号になっている。   FIG. 5B shows acoustic signals A2 and A3, which are examples of acoustic signals after the frequency is shifted due to the Doppler effect. The acoustic signal A2 is an acoustic signal that is received when the acoustic receiver 20 is moving at a speed + V1 (that is, in a direction away from the acoustic transmitter 10), and has a lower frequency than the acoustic signal A1 before the shift. Thus, the acoustic signal has only a component having a frequency lower than that of the pre-shift band described above. The acoustic signal A3 is an acoustic signal that is received when the acoustic receiving device 20 is moving at the speed −V1 (that is, in a direction approaching the acoustic transmitting device 10), and is compared with the pre-shifting acoustic signal A1. The frequency is high, and the acoustic signal has only a component having a frequency higher than the pre-shift band.

この場合、偏移前音響信号A1の基準周波数f3が、音響信号A2及びA3では、基準周波数f4及びf5にそれぞれ偏移している。より具体的には、音響信号A2では、偏移前音響信号A1の周波数が、速度+V1に応じた比率Rv1(Rv1=(V0+V1)÷V0、V0は音速)を乗じた周波数(基準周波数f3の場合、f3×Rv1=f4)に偏移している。音響信号A3では、偏移前音響信号A1の周波数が、速度−V1に応じた比率Rv2(RV2=(V0−V1)÷V0)を乗じた周波数(基準周波数f3の場合、f3×Rv2=f5)に偏移している。   In this case, the reference frequency f3 of the acoustic signal A1 before shifting is shifted to the reference frequencies f4 and f5 in the acoustic signals A2 and A3, respectively. More specifically, in the acoustic signal A2, the frequency of the acoustic signal A1 before the shift is multiplied by a ratio Rv1 (Rv1 = (V0 + V1) ÷ V0, V0 is the speed of sound) corresponding to the speed + V1 (of the reference frequency f3). In this case, it is shifted to f3 × Rv1 = f4). In the acoustic signal A3, the frequency of the acoustic signal A1 before deviation is multiplied by a ratio Rv2 (RV2 = (V0−V1) ÷ V0) corresponding to the speed −V1 (in the case of the reference frequency f3, f3 × Rv2 = f5). ).

記憶手段102は、例えば、速度+Vを表す移動速度データと、この速度+Vに対応する偏移比率を示す偏移前後データとを対応付けた偏移周波数データを記憶する。この場合の偏移比率は、図5で述べた比率Rv1である。この場合、偏移手段103は、記憶されている偏移周波数データに応じて、音響信号の周波数を偏移比率Rv1で除した周波数に偏移させる。このように偏移が行われることで、偏移比率Rv1が音響信号の周波数の偏移前後の比率を表すことになる。こうして偏移手段103により周波数が偏移させられた音響信号を、以下では「偏移後音響信号」という。   The storage unit 102 stores, for example, shift frequency data in which movement speed data representing the speed + V and data before and after the shift indicating the shift ratio corresponding to the speed + V are associated with each other. The deviation ratio in this case is the ratio Rv1 described in FIG. In this case, the shift means 103 shifts the frequency of the acoustic signal to a frequency divided by the shift ratio Rv1 according to the stored shift frequency data. By performing the shift in this way, the shift ratio Rv1 represents the ratio before and after the shift of the frequency of the acoustic signal. The acoustic signal whose frequency is shifted by the shifting means 103 in this way is hereinafter referred to as “shifted acoustic signal”.

図6は、偏移後音響信号について説明するための図である。図6(a)では、偏移手段103が、偏移前音響信号A1の周波数を、偏移比率Rv1で除した周波数に偏移させた偏移後音響信号A4が示されている。例えば偏移後音響信号A4の基準周波数f6は、基準周波数f3÷偏移比率Rv1という値になっている。また、偏移後音響信号A4は、偏移前帯域(f1からf2までの帯域)よりも高い周波数の成分のみを有する音響信号になっている。この偏移後音響信号A4が音波出力部13により出力され、出力された偏移後音響信号A4を、速度+V1で移動する音響受信装置20が受信すると、受信した音響信号A5の周波数が、図5(b)で述べたように、ドップラー効果によって、速度+V1に応じた比率Rv1を乗じた周波数に偏移する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the shifted acoustic signal. FIG. 6A shows the post-shift acoustic signal A4 in which the shift means 103 shifts the frequency of the pre-shift acoustic signal A1 to the frequency divided by the shift ratio Rv1. For example, the reference frequency f6 of the post-shift acoustic signal A4 has a value of reference frequency f3 ÷ shift ratio Rv1. Further, the post-shift acoustic signal A4 is an acoustic signal having only a frequency component higher than the pre-shift band (band from f1 to f2). The post-shift acoustic signal A4 is output by the sound wave output unit 13, and when the acoustic receiver 20 that moves at the speed + V1 receives the output post-shift acoustic signal A4, the frequency of the received acoustic signal A5 is As described in 5 (b), the frequency shifts to the frequency multiplied by the ratio Rv1 corresponding to the speed + V1 by the Doppler effect.

これにより、例えば音響信号A5の基準周波数f7は、偏移後音響信号A4の基準周波数f6に比率Rv1を乗じた周波数となり、具体的には、f7=f6×Rv1=f3÷Rv1×Rv1=f3となる。このf3は、偏移前音響信号A1の基準周波数と同じであり、つまりは偏移前の周波数、すなわち、音響信号生成手段101によって生成された音響信号の周波数である。   Thereby, for example, the reference frequency f7 of the acoustic signal A5 becomes a frequency obtained by multiplying the reference frequency f6 of the shifted acoustic signal A4 by the ratio Rv1, and specifically, f7 = f6 × Rv1 = f3 ÷ Rv1 × Rv1 = f3. It becomes. This f3 is the same as the reference frequency of the pre-shift acoustic signal A1, that is, the frequency before the shift, that is, the frequency of the sound signal generated by the sound signal generating means 101.

このように、偏移手段103による周波数の偏移は、周波数を所定の周波数だけ一様にずらしたり、周波数の位相を変化させたりするのではなく、所定の比率で周波数を除算する(その比率の逆数を乗算することも含む)ことによって行われる。これは、ドップラー効果によって生じる周波数の偏移と同じであり、ドップラー効果によって偏移した周波数を元の周波数に戻すことができる。   Thus, the frequency shift by the shift means 103 does not shift the frequency uniformly by a predetermined frequency or change the phase of the frequency, but divides the frequency by a predetermined ratio (the ratio). As well as multiplication by the reciprocal of. This is the same as the frequency shift caused by the Doppler effect, and the frequency shifted by the Doppler effect can be returned to the original frequency.

記憶手段102は、移動速度データが速度−Vを表す場合には、移動速度データ及び偏移比率Rv2を示す偏移前後データを対応付けた偏移周波数データを記憶する。この場合、偏移手段103は、記憶されている偏移周波数データに応じて、音響信号の周波数を偏移比率Rv2で除することで、周波数の偏移を行う。こうして出力された偏移後音響信号を、速度−V1で移動する音響受信装置20が受信すると、受信した音響信号A5の周波数がドップラー効果によって、速度−V1に応じた比率Rv2を乗じた周波数に偏移するので、偏移前の周波数、すなわち、音響信号生成手段101によって生成された音響信号の周波数となる。   When the moving speed data represents the speed −V, the storage unit 102 stores shift frequency data in which the moving speed data and the data before and after the shift indicating the shift ratio Rv2 are associated with each other. In this case, the shift means 103 shifts the frequency by dividing the frequency of the acoustic signal by the shift ratio Rv2 in accordance with the stored shift frequency data. When the acoustic receiving device 20 that moves at the speed −V1 receives the post-shifted acoustic signal output in this way, the frequency of the received acoustic signal A5 is multiplied by the ratio Rv2 corresponding to the speed −V1 due to the Doppler effect. Since it shifts, it becomes the frequency before the shift, that is, the frequency of the acoustic signal generated by the acoustic signal generation means 101.

このように、記憶手段102は、偏移周波数データとして、+Vや−Vなどの所定の移動速度を表す移動速度データと、自装置(音響送信装置10)から出力された音響信号がその所定の移動速度で移動する音響受信装置20により受信された場合に、その受信された音響信号の周波数、すなわちドップラー効果により周波数が偏移した音響信号の周波数が、音響信号生成手段101によって生成された音響信号の周波数と同じになるような偏移比率を示す偏移前後データとを対応付けたデータを記憶する。   As described above, the storage unit 102 uses, as the shift frequency data, the moving speed data representing a predetermined moving speed such as + V and −V and the acoustic signal output from the own apparatus (acoustic transmitting apparatus 10) as the predetermined frequency. When the sound is received by the sound receiving device 20 moving at the moving speed, the frequency of the received sound signal, that is, the frequency of the sound signal whose frequency is shifted due to the Doppler effect, is generated by the sound signal generating unit 101. Data in which the data before and after the shift indicating the shift ratio that is the same as the frequency of the signal is associated is stored.

以上のとおり偏移手段103により周波数が偏移させられて出力手段104(音波出力部13)により出力された偏移後音響信号、すなわち情報が重畳された音響信号は、例えば音響受信装置20の受信手段201によって受信される。音響受信装置20の抽出手段202(制御部21)は、こうして受信された音響信号から重畳されている情報を抽出する。より詳細には、抽出手段202は、受信された音響信号の特定周波数成分に情報が重畳されている場合に、受信された音響信号からその情報を抽出する。音響受信装置20の記憶部22には、偏移前帯域がどの周波数帯域であるかを示す帯域情報が記憶されており、抽出手段202は、その帯域情報を読み出して、その帯域情報が示す周波数帯域から情報の抽出を行う。   As described above, the shifted acoustic signal whose frequency is shifted by the shifting unit 103 and output by the output unit 104 (sound wave output unit 13), that is, the acoustic signal on which the information is superimposed is, for example, Received by the receiving means 201. The extraction means 202 (control unit 21) of the acoustic receiver 20 extracts the superimposed information from the acoustic signal thus received. More specifically, when information is superimposed on a specific frequency component of the received acoustic signal, the extracting unit 202 extracts the information from the received acoustic signal. The storage unit 22 of the acoustic receiving device 20 stores band information indicating which frequency band the pre-shift band is, and the extraction unit 202 reads out the band information and the frequency indicated by the band information. Extract information from the band.

音響受信装置20が速度+V1で移動している場合、受信された音響信号の波長はドップラー効果により図6(b)に示すように偏移しているので、偏移前帯域であるf1からf2までに音響信号A5の全成分が含まれる。つまり、この場合の特定周波数成分には上記の情報が重畳されているので、抽出手段202は、音響信号A5からその情報を抽出する。一方、抽出手段202は、次のような場合には情報を抽出しない。   When the acoustic receiver 20 is moving at the speed + V1, the wavelength of the received acoustic signal is shifted as shown in FIG. 6B due to the Doppler effect, so that the pre-shift band f1 to f2 Up to this point, all components of the acoustic signal A5 are included. That is, since the above information is superimposed on the specific frequency component in this case, the extraction unit 202 extracts the information from the acoustic signal A5. On the other hand, the extraction unit 202 does not extract information in the following cases.

図7は、抽出手段202により情報が抽出されない音響信号の例を示す図である。図7では、例えば、図6に示す偏移後音響信号A4を速度−V1で移動する音響受信装置20が受信した場合の音響信号A6が示されている。この場合、図5で説明したように、音響信号A6の周波数は、ドップラー効果により偏移後音響信号A4よりも高い周波数となるように偏移する。元々、偏移後音響信号A4が偏移前帯域よりも高い周波数の成分のみを有する音響信号であるため、さらに周波数が高く偏移した音響信号A6も、偏移前帯域よりも高い周波数の成分のみを有する音響信号となり、偏移前帯域に成分を有しない。そのため、音響受信装置20で観測される音響信号A6は、特定周波数成分に情報が重畳されていない音響信号となり、抽出手段202は、音響信号A6から情報を抽出しない。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an acoustic signal from which information is not extracted by the extraction unit 202. In FIG. 7, for example, the acoustic signal A6 when the acoustic receiver 20 that moves the shifted acoustic signal A4 illustrated in FIG. 6 at the speed −V1 is received is illustrated. In this case, as described with reference to FIG. 5, the frequency of the acoustic signal A6 is shifted so as to be higher than that of the post-shifting acoustic signal A4 due to the Doppler effect. Originally, the post-shift acoustic signal A4 is an acoustic signal having only a component having a frequency higher than that of the pre-shift band. Therefore, the acoustic signal A6 shifted to a higher frequency is also a component having a frequency higher than that of the pre-shift band. The acoustic signal has only the component and has no component in the band before the shift. Therefore, the acoustic signal A6 observed by the acoustic receiver 20 is an acoustic signal in which information is not superimposed on the specific frequency component, and the extraction unit 202 does not extract information from the acoustic signal A6.

また、図7では、速度+V1よりも速い速度+V2で移動する音響受信装置20が偏移後音響信号A4を受信した場合の音響信号A7が示されている。この例では、速度+V1の場合よりもドップラー効果による周波数の偏移が大きくなり、音響信号A7は、偏移前帯域よりも低い周波数の成分のみを有する音響信号になっている。そのため、音響受信装置20で観測される音響信号A7は、特定周波数成分に情報が重畳されていない音響信号となり、制御部21は、音響信号A7から情報を抽出しない。   Further, FIG. 7 shows an acoustic signal A7 when the acoustic receiver 20 moving at a speed + V2 faster than the speed + V1 receives the post-shifting acoustic signal A4. In this example, the frequency shift due to the Doppler effect is greater than in the case of velocity + V1, and the acoustic signal A7 is an acoustic signal having only a component having a frequency lower than the pre-shift band. Therefore, the acoustic signal A7 observed by the acoustic receiver 20 is an acoustic signal in which information is not superimposed on the specific frequency component, and the control unit 21 does not extract information from the acoustic signal A7.

音響受信装置20の出力手段203は、以上のとおり抽出手段202により音響信号から抽出された情報を出力する。制御部21は、例えば、抽出した情報を表示部25に出力する。なお、情報の出力先は、表示部25に限らず、例えば通信部23を介して通信可能な外部装置であってもよいし、音響受信装置20が音声を出力する音声出力手段を備えていれば、その音声出力手段であってもよい。いずれの場合も、出力された情報がユーザに伝達されるようになっているとよい。   The output means 203 of the acoustic receiver 20 outputs the information extracted from the acoustic signal by the extraction means 202 as described above. For example, the control unit 21 outputs the extracted information to the display unit 25. Note that the output destination of the information is not limited to the display unit 25, and may be an external device capable of communicating via the communication unit 23, for example, or may include an audio output unit that outputs sound. For example, the sound output means may be used. In any case, the output information may be transmitted to the user.

<動作>
図8は、音響送信装置10及び音響受信装置20の動作の一例を示すシーケンスチャートである。図8では、音響送信装置10が周波数を偏移させる際に用いる所定の移動速度を上記の例と同様に速度+V1とし、音響送信装置10が出力した音響信号の届く範囲に、速度+V1で移動する音響受信装置20aと、速度+V1以外の速度で移動する音響受信装置20bとが所在している場合について説明する。まず、音響送信装置10は、情報が重畳された音響信号の周波数を上述したように偏移させ(ステップS101)、偏移後の音響信号を音波として出力する(ステップS102)。この音響信号は、音響受信装置20a及び20bにそれぞれ到達する。
<Operation>
FIG. 8 is a sequence chart illustrating an example of operations of the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20. In FIG. 8, the predetermined movement speed used when the acoustic transmission device 10 shifts the frequency is the speed + V1 as in the above example, and the movement is performed at the speed + V1 within the range where the acoustic signal output from the acoustic transmission device 10 reaches. The case where the acoustic receiving device 20a that moves and the acoustic receiving device 20b that moves at a speed other than the speed + V1 are located will be described. First, the acoustic transmission device 10 shifts the frequency of the acoustic signal on which information is superimposed as described above (step S101), and outputs the shifted acoustic signal as a sound wave (step S102). The acoustic signals reach the acoustic receivers 20a and 20b, respectively.

次に、音響受信装置20aの動作について説明する。音響受信装置20aは、音響送信装置10が出力した音響信号を受信すると、受信した音響信号の特定周波数成分から情報の抽出を試みて(ステップS111)、その音響信号に重畳された情報が有ればその重畳情報を抽出する(ステップS112)。音響受信装置20aは、所定の移動速度である速度+V1で移動しているので、ステップS112で重畳情報を抽出してその重畳情報を出力する(ステップS113)。このように、音響送信装置10及び音響受信装置20aの間では、音響信号の出力及び受信による情報の伝達、すなわち音響信号を用いた通信である音響通信が行われる。   Next, the operation of the acoustic receiver 20a will be described. When the acoustic receiver 20a receives the acoustic signal output from the acoustic transmitter 10, the acoustic receiver 20a tries to extract information from the specific frequency component of the received acoustic signal (step S111), and there is information superimposed on the acoustic signal. If so, the superimposition information is extracted (step S112). Since the acoustic receiver 20a is moving at the predetermined speed + V1, the superposition information is extracted in step S112 and the superposition information is output (step S113). As described above, between the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20a, transmission of information by output and reception of an acoustic signal, that is, acoustic communication that is communication using the acoustic signal is performed.

続いて、音響受信装置20bの動作について説明する。音響受信装置20bは、音響送信装置10により出力された音響信号を受信すると、受信した音響信号の特定周波数成分から情報の抽出を試みる(ステップS121)。音響受信装置20bは所定の移動速度である速度+V1以外の速度で移動しているので、ステップS121のあと重畳情報を抽出できずに動作を終了する。このように、音響送信装置10及び音響受信装置20bの間では、音響信号の出力及び受信は行われるものの、情報は伝達されず、音響通信が行われない。   Next, the operation of the acoustic receiver 20b will be described. When the acoustic receiver 20b receives the acoustic signal output from the acoustic transmitter 10, the acoustic receiver 20b tries to extract information from the specific frequency component of the received acoustic signal (step S121). Since the acoustic receiver 20b is moving at a speed other than the predetermined movement speed of speed + V1, the superposition information cannot be extracted after step S121, and the operation ends. As described above, although the acoustic signal is output and received between the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20b, information is not transmitted and acoustic communication is not performed.

本実施形態では、音響送信装置10が出力した音響信号を、その音響信号が届く範囲にある各音響受信装置20が受信する。そして、それらの音響受信装置20のうちの特定の装置、上記の例であれば速度+V1で移動している装置だけが、受信した音響信号から情報を抽出して出力する。このように、本実施形態によれば、音響信号が届く範囲にある装置のうちの特定の装置とその音響信号を用いた通信を行うことができる。   In the present embodiment, the acoustic signals output from the acoustic transmission device 10 are received by the acoustic reception devices 20 within the reach of the acoustic signals. And only the specific apparatus of those acoustic receivers 20, in the above example, the apparatus moving at the speed + V1 extracts and outputs information from the received acoustic signal. Thus, according to this embodiment, it is possible to communicate with a specific device out of devices within a range where the acoustic signal can reach using the acoustic signal.

(変形例)
上記実施形態を次のように変形してもよい。また、実施形態及び各変形例は、必要に応じて組み合わせて実施してもよい。
(変形例1)
実施形態では、音響送信装置10が音響信号の周波数を偏移させたが、音響受信装置20が音響信号の周波数を偏移させてもよい。この場合の構成及び動作について、図9及び図10を参照して説明する。
(Modification)
The above embodiment may be modified as follows. Moreover, you may implement embodiment and each modification in combination as needed.
(Modification 1)
In the embodiment, the acoustic transmission device 10 shifts the frequency of the acoustic signal, but the acoustic reception device 20 may shift the frequency of the acoustic signal. The configuration and operation in this case will be described with reference to FIGS.

図9は、本変形例の音響送信装置10及び音響受信装置20の機能構成を示すブロック図である。音響送信装置10は、図4に示す音響信号生成手段101と出力手段104とを備え、音響受信装置20は、図4に示す各手段に加え、記憶手段204と、偏移手段205を備えている。記憶手段204は、記憶部22により実現され、偏移手段205は、制御部21がプログラムを実行することにより実現される。
図10は、本変形例の音響送信装置10及び音響受信装置20の動作の一例を示すシーケンスチャートである。図10でも、音響受信装置20aが所定の移動速度(例えば速度+V)で移動し、音響受信装置20bが所定の移動速度以外の速度で移動する場合を説明する。
FIG. 9 is a block diagram illustrating functional configurations of the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20 according to the present modification. The acoustic transmission device 10 includes an acoustic signal generation unit 101 and an output unit 104 illustrated in FIG. 4, and the acoustic reception device 20 includes a storage unit 204 and a shift unit 205 in addition to the units illustrated in FIG. 4. Yes. The storage unit 204 is realized by the storage unit 22, and the shift unit 205 is realized by the control unit 21 executing a program.
FIG. 10 is a sequence chart illustrating an example of operations of the acoustic transmission device 10 and the acoustic reception device 20 according to this modification. FIG. 10 also illustrates a case where the acoustic receiver 20a moves at a predetermined moving speed (for example, speed + V) and the acoustic receiver 20b moves at a speed other than the predetermined moving speed.

本変形例では、音響送信装置10の出力手段104は、生成された音響信号を出力する(ステップS131)。より明確にいうと、この音響信号は特定周波数成分に情報が重畳された音響信号であり、音響送信装置10は、この音響信号を、周波数を偏移させないでそのまま出力する。音響受信装置20aは、音響送信装置10が出力した音響信号を受信すると、受信した音響信号の周波数を偏移させる(ステップS141)。より詳細には、音響受信装置20aの記憶手段204が、偏移周波数データを記憶しており、偏移手段205が、受信手段201により受信された音響信号の周波数を、記憶手段204が記憶する偏移周波数データに応じて偏移させる。ここでいう「受信された音響信号の周波数」とは、受信された音響信号の受信時の周波数を意味しており、発信時の周波数を意味しているわけではない。   In this modification, the output unit 104 of the acoustic transmission device 10 outputs the generated acoustic signal (step S131). More specifically, the acoustic signal is an acoustic signal in which information is superimposed on a specific frequency component, and the acoustic transmission device 10 outputs the acoustic signal as it is without shifting the frequency. When the acoustic receiver 20a receives the acoustic signal output from the acoustic transmitter 10, the acoustic receiver 20a shifts the frequency of the received acoustic signal (step S141). More specifically, the storage unit 204 of the acoustic receiver 20a stores deviation frequency data, and the deviation unit 205 stores the frequency of the acoustic signal received by the reception unit 201. The shift is performed according to the shift frequency data. The “frequency of the received acoustic signal” here means the frequency at the time of reception of the received acoustic signal, and does not mean the frequency at the time of transmission.

記憶手段204は、上述した記憶手段102と同様に、移動速度データと偏移前後データとを対応付けた偏移周波数データを記憶する。この例では、記憶手段204は、所定の移動速度である速度+Vを表す移動速度データと偏移比率Rv1を示す偏移前後データとを対応付けた偏移周波数データを記憶する。この場合、偏移手段205は、記憶された偏移周波数データに応じて、受信された音響信号の周波数を偏移比率Rv1で除した周波数に偏移させる。   Similar to the storage unit 102 described above, the storage unit 204 stores shift frequency data in which movement speed data and pre-shift data are associated with each other. In this example, the storage unit 204 stores shift frequency data in which movement speed data representing a speed + V, which is a predetermined movement speed, and data before and after the shift indicating the shift ratio Rv1 are associated with each other. In this case, the shift means 205 shifts the frequency of the received acoustic signal to a frequency divided by the shift ratio Rv1 according to the stored shift frequency data.

次に、音響受信装置20aの抽出手段202は、偏移手段205によって周波数が偏移させられた音響信号から情報の抽出を試みる(ステップS142)。前述のとおり音響受信装置20aは所定の移動速度で移動しているので、周波数が偏移させられた音響信号の特定周波数成分に情報が重畳された状態になり、抽出手段202がその音響信号から重畳情報を抽出する(ステップS143)。このようにして、抽出手段202は、偏移手段205が周波数を偏移させた音響信号から重畳されている情報を抽出する。一方、音響受信装置20bは、音響受信装置20aと同様に音響信号の周波数を偏移させ(ステップS151)、情報の抽出を試みるが(ステップS152)、自装置が所定の移動速度以外の速度で移動しているので、重畳情報を抽出することなく動作を終了する。   Next, the extraction unit 202 of the acoustic receiver 20a attempts to extract information from the acoustic signal whose frequency is shifted by the shift unit 205 (step S142). As described above, since the acoustic receiving device 20a is moving at a predetermined moving speed, information is superimposed on the specific frequency component of the acoustic signal whose frequency is shifted, and the extracting unit 202 extracts the acoustic signal from the acoustic signal. Superimposition information is extracted (step S143). In this way, the extraction unit 202 extracts the superimposed information from the acoustic signal whose frequency is shifted by the shift unit 205. On the other hand, the acoustic receiving device 20b shifts the frequency of the acoustic signal in the same manner as the acoustic receiving device 20a (step S151) and tries to extract information (step S152), but the own device is at a speed other than the predetermined moving speed. Since it is moving, the operation is terminated without extracting the superimposition information.

本変形例では、周波数を偏移させる偏移処理を音響受信装置20が行うので、偏移処理を音響送信装置10が行う場合に比べて、音響送信装置10の処理の負荷を減らすことができる。また、音響送信装置10が偏移処理を行う場合、所定の移動速度はどの音響受信装置20でも同じであったが、本変形例では、各音響受信装置20が個別に偏移処理を行うため、音響受信装置20毎に所定の移動速度を異ならせることができる。例えば、音響送信装置10は、音響受信装置20aとは、速度+V1を所定の移動速度にして自装置から離れるときに音響通信を行う一方、音響受信装置20bとは、速度−V1を所定の移動速度にして自装置に近づいてくるときに音響通信を行う、という具合である。   In this modification, since the acoustic receiver 20 performs a shift process for shifting the frequency, the processing load of the acoustic transmitter 10 can be reduced compared to the case where the acoustic transmitter 10 performs the shift process. . In addition, when the acoustic transmission device 10 performs the shift process, the predetermined moving speed is the same in any acoustic reception device 20, but in this modification, each acoustic reception device 20 individually performs the shift process. The predetermined moving speed can be varied for each acoustic receiver 20. For example, the acoustic transmission device 10 performs acoustic communication with the acoustic reception device 20a when leaving the own device with the speed + V1 set to a predetermined movement speed, while the acoustic reception device 20b moves the speed −V1 with a predetermined movement. For example, acoustic communication is performed when approaching the device at a speed.

(変形例2)
実施形態では、出力される音響信号の周波数帯域と情報が重畳される周波数帯域とが一致していたが、これに限らない。
図11は、本変形例における、情報が重畳された音響信号の一例を示す図である。図11では、図5等と同様の周波数と音圧レベルの関係を示すグラフが示されている。図11に示す音響信号A11は、f1未満の周波数及び周波数f2よりも大きい周波数の成分を有する音響信号である。
(Modification 2)
In the embodiment, the frequency band of the output acoustic signal matches the frequency band on which information is superimposed, but the present invention is not limited to this.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an acoustic signal on which information is superimposed in the present modification. FIG. 11 shows a graph showing the relationship between the frequency and the sound pressure level as in FIG. The acoustic signal A11 illustrated in FIG. 11 is an acoustic signal having a frequency component less than f1 and a frequency component greater than the frequency f2.

音響信号A11は、周波数f1以上及び周波数f2以下の周波数帯域で成分A12(図中に斜線で示した部分)に情報が重畳されており、その他の成分には情報が重畳されていない。この場合、例えば、重畳される情報の中に特定の符号を含めるようにしておき、音響受信装置20の制御部21(抽出手段)が、特定周波数成分から情報を抽出する処理を行い、その符号が抽出された場合に、特定周波数成分に情報が重畳されていると判断する。このようにすると、例えば出力される音響信号の非可聴域の成分に情報を重畳し、可聴域の成分として人間の声や楽曲の音などを用いた通信を行うことができる。   In the acoustic signal A11, information is superimposed on the component A12 (portion indicated by hatching in the drawing) in the frequency band of the frequency f1 or higher and the frequency f2 or lower, and information is not superimposed on the other components. In this case, for example, a specific code is included in the superimposed information, and the control unit 21 (extraction means) of the acoustic reception device 20 performs a process of extracting information from the specific frequency component, and the code Is extracted, it is determined that information is superimposed on the specific frequency component. In this way, for example, information can be superimposed on the non-audible range component of the output acoustic signal, and communication using a human voice or the sound of music as the audible range component can be performed.

(変形例3)
実施形態では、偏移前帯域を示す帯域情報を音響受信装置20が記憶していたが、音響送信装置10が、この帯域情報を音響信号に重畳して出力してもよい。この場合、音響受信装置20の制御部21(抽出手段)が、音響信号全体の成分から情報を抽出する処理を行い、重畳された全ての情報を抽出する。制御部21は、抽出した情報に帯域情報が含まれていれば、その帯域情報が示す偏移前帯域の成分からの情報の抽出を、上記の各例のように行う。本変形例では、帯域情報を音響受信装置20に予め記憶させておく必要がなくなる。そのため、偏移前帯域を変更した場合に、変更後の帯域を示す帯域情報を配信することなく音響通信を行うことができ、また、通信の度に偏移前帯域を変更することもできる。
(Modification 3)
In the embodiment, the acoustic reception device 20 stores the band information indicating the pre-shift band, but the acoustic transmission device 10 may output the band information by superimposing the band information on the acoustic signal. In this case, the control unit 21 (extraction unit) of the acoustic receiver 20 performs a process of extracting information from the components of the entire acoustic signal, and extracts all the superimposed information. If the extracted information includes band information, the control unit 21 extracts information from the component of the pre-shift band indicated by the band information as in each of the above examples. In this modification, it is not necessary to previously store the band information in the acoustic receiver 20. Therefore, when the pre-shift band is changed, acoustic communication can be performed without distributing the band information indicating the post-change band, and the pre-shift band can be changed for each communication.

(変形例4)
実施形態で述べた「所定の移動速度」は、出力された音響信号によって音響通信が可能となる音響受信装置20の移動する速度である。実施形態では、この所定の移動速度が1通りで伝達される情報も1種類であったが、この所定の移動速度が複数通りあり、所定の移動速度毎に異なる情報が伝達されてもよい。この場合に用いられる情報が重畳された音響信号の複数の周波数成分には、それら複数の周波数成分毎に定められた情報が重畳されている。そして、記憶手段(記憶手段102及び204)は、それら複数の周波数成分毎に異なる複数の偏移前後データと、複数の周波数成分毎に異なる複数の移動速度データとがそれぞれ対応付けられたデータを、偏移周波数データとして記憶する。偏移手段(偏移手段103及び205)は、このように記憶されている偏移周波数データに応じて、複数の周波数成分の周波数の各々を偏移させる。
(Modification 4)
The “predetermined moving speed” described in the embodiment is a moving speed of the acoustic receiver 20 that enables acoustic communication by the output acoustic signal. In the embodiment, there is one type of information that is transmitted in a single way with the predetermined moving speed. However, there are a plurality of types of the predetermined moving speed, and different information may be transmitted for each predetermined moving speed. Information defined for each of the plurality of frequency components is superimposed on the plurality of frequency components of the acoustic signal on which information used in this case is superimposed. Then, the storage means (storage means 102 and 204) stores data in which a plurality of data before and after shift different for each of the plurality of frequency components and a plurality of movement speed data different for each of the plurality of frequency components are associated with each other. And stored as deviation frequency data. The shift means (shift means 103 and 205) shift each of the frequencies of the plurality of frequency components in accordance with the shift frequency data stored in this way.

図12は、本変形例において音響信号の周波数が偏移させられる様子の一例を示す図である。図12(a)では、音響送信装置10により出力される音響信号A20の周波数及び音圧レベルの関係が示されている。音響信号A20は、f11からf12までの偏移前帯域B1の周波数成分A21と、f13からf14までの偏移前帯域B2の周波数成分A22とを有する。以下では、音響送信装置10の偏移手段103が周波数を偏移させる場合を説明する。図12(b)では、偏移手段103により周波数を偏移させられた周波数成分A23(偏移前は周波数成分A21)と周波数成分A24(偏移前は周波数成分A22)とが示されている。この例では、偏移手段103は、周波数成分A21の周波数を速度+V1を所定の移動速度として偏移させ(周波数を比率Rv1で除して)、周波数成分A22の周波数を速度−V1を所定の移動速度として偏移させて(周波数を比率Rv2で除して)いる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of how the frequency of the acoustic signal is shifted in the present modification. In FIG. 12A, the relationship between the frequency and the sound pressure level of the acoustic signal A20 output by the acoustic transmitter 10 is shown. The acoustic signal A20 has a frequency component A21 of the pre-shift band B1 from f11 to f12 and a frequency component A22 of the pre-shift band B2 from f13 to f14. Below, the case where the deviation means 103 of the acoustic transmitter 10 shifts a frequency is demonstrated. FIG. 12B shows a frequency component A23 (frequency component A21 before shift) and frequency component A24 (frequency component A22 before shift) whose frequency has been shifted by the shift means 103. . In this example, the shift means 103 shifts the frequency of the frequency component A21 using the speed + V1 as a predetermined moving speed (dividing the frequency by the ratio Rv1), and the frequency of the frequency component A22 is set to the predetermined speed -V1. The movement speed is shifted (frequency is divided by the ratio Rv2).

図12(c)では、速度+V1で移動する音響受信装置20により音響信号が受信された場合における受信された音響信号が有する周波数成分A25及びA26が示されている。周波数成分A25及びA26は、周波数成分A23及びA24の周波数がそれぞれ速度+V1でのドップラー効果により、比率Rv1を乗じた割合だけ偏移したものである。この場合、周波数成分A25は、偏移前帯域B1に含まれるので情報が抽出され、周波数成分A26は、偏移前帯域B1及びB2のどちらにも含まれないので情報が抽出されない。   FIG. 12C shows frequency components A25 and A26 included in the received acoustic signal when the acoustic signal is received by the acoustic receiver 20 moving at the speed + V1. The frequency components A25 and A26 are obtained by shifting the frequencies of the frequency components A23 and A24 by a ratio obtained by multiplying the ratio Rv1 by the Doppler effect at the speed + V1. In this case, information is extracted because the frequency component A25 is included in the pre-shift band B1, and no information is extracted because the frequency component A26 is not included in either of the pre-shift bands B1 and B2.

図12(d)では、速度−V1で移動する音響受信装置20により音響信号が受信された場合における受信された音響信号が有する周波数成分A27及びA28が示されている。周波数成分A27及びA28は、周波数成分A23及びA24の周波数がそれぞれ速度−V1でのドップラー効果により、比率Rv2を乗じた割合だけ偏移したものである。この場合、周波数成分A28は、偏移前帯域B2に含まれるので情報が抽出され、周波数成分A27は、偏移前帯域B1及びB2のどちらにも含まれないので情報が抽出されない。
以上の例では、速度+V1及び速度−V1という2通りの所定の移動速度があり、速度+V1で移動する音響受信装置20と速度−V1で移動する音響受信装置20とに対して、それぞれ異なる情報が伝達される。このように、本変形例によれば、複数の所定の移動速度に対応してそれぞれ異なる情報を伝達することができる。
FIG. 12D shows frequency components A27 and A28 included in the received acoustic signal when the acoustic signal is received by the acoustic receiver 20 moving at the speed −V1. The frequency components A27 and A28 are obtained by shifting the frequencies of the frequency components A23 and A24 by a ratio obtained by multiplying the ratio Rv2 by the Doppler effect at the speed −V1. In this case, information is extracted because the frequency component A28 is included in the pre-shift band B2, and no information is extracted because the frequency component A27 is not included in either of the pre-shift bands B1 and B2.
In the above example, there are two predetermined moving speeds of speed + V1 and speed -V1, and different information is obtained for the acoustic receiver 20 moving at speed + V1 and the acoustic receiver 20 moving at speed -V1. Is transmitted. Thus, according to this modification, different information can be transmitted corresponding to a plurality of predetermined movement speeds.

(変形例5)
音響送信装置10は、実施形態では、所定の移動速度で移動する音響受信装置20と音響通信を行ったが、移動しない音響受信装置20と音響通信を行ってもよい。その場合、偏移手段(音響送信装置10の偏移手段103及び音響受信装置20の偏移手段205)は、所定の移動速度が0の場合は、音響信号の周波数を偏移させない。これにより、音響送信装置10は、ドップラー効果が生じない静止した音響受信装置20と音響通信を行うことになる。このような音響通信を利用すると、例えば店舗の前で立ち止まったユーザにだけ、そのユーザが所持する静止した音響受信装置20と音響通信を行って情報を伝達することができる。
(Modification 5)
In the embodiment, the acoustic transmission device 10 performs acoustic communication with the acoustic reception device 20 that moves at a predetermined moving speed. However, the acoustic transmission device 10 may perform acoustic communication with the acoustic reception device 20 that does not move. In that case, the deviation means (the deviation means 103 of the acoustic transmitter 10 and the deviation means 205 of the acoustic receiver 20) do not shift the frequency of the acoustic signal when the predetermined moving speed is zero. Thereby, the acoustic transmission device 10 performs acoustic communication with the stationary acoustic reception device 20 in which the Doppler effect does not occur. When such acoustic communication is used, for example, only a user who stops in front of a store can communicate information with the stationary acoustic reception device 20 possessed by the user to transmit information.

また、上記変形例において複数通りの所定の移動速度毎に異なる情報が伝達される場合に、そのうちの1通りの移動速度を0として情報を伝達させてもよい。この場合、記憶手段(記憶手段102及び204)は、複数の移動速度データ及び偏移前後データを偏移周波数データとして記憶する。各々の移動速度データには、移動速度が0であることを表すデータまたは移動速度が0以外であることを表すデータが含まれている。また、偏移前後データは、上記の移動速度が0であることを表すデータに対応付けられたものであり、音響信号の偏移が0であることを表している。この音響信号の偏移が0であることを表す偏移前後データは、例えば、偏移比率が1であることを示すデータである。   In the above modification, when different information is transmitted for each of a plurality of predetermined movement speeds, the information may be transmitted by setting one of the movement speeds to zero. In this case, the storage means (storage means 102 and 204) stores a plurality of movement speed data and data before and after shift as shift frequency data. Each moving speed data includes data indicating that the moving speed is 0 or data indicating that the moving speed is other than 0. The data before and after the shift is associated with data indicating that the moving speed is 0, and indicates that the shift of the acoustic signal is 0. The data before and after the shift indicating that the shift of the acoustic signal is 0 is data indicating that the shift ratio is 1, for example.

本変形例では、0以外の所定の移動速度で移動するユーザがいる場合に、そのユーザの音響受信装置20が音響通信を行って重畳されていた情報が出力される。そして、ユーザが例えばその情報に興味を持って立ち止まった場合、移動速度が0になるため、0という移動速度に対応する音響通信が行われて異なる情報が出力される。このように、本変形例によれば、所定の移動速度で移動するユーザに情報を提供するとともに、その情報を元に静止したユーザにはさらに詳細な情報や関連する情報を提供することができる。   In this modification, when there is a user who moves at a predetermined moving speed other than 0, the information that is superposed by the acoustic reception device 20 of the user performing acoustic communication is output. For example, when the user stops with an interest in the information, the moving speed becomes 0. Therefore, acoustic communication corresponding to the moving speed of 0 is performed and different information is output. As described above, according to the present modification, information can be provided to a user who moves at a predetermined moving speed, and more detailed information and related information can be provided to a stationary user based on the information. .

(変形例6)
特定の音響受信装置20が移動する速度を所定の移動速度としてもよい。
図13は、本変形例の音響送信装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図13では、図2に示す各部に加え、撮影部15を備える音響送信装置10aが示されている。撮影部15は、例えばビデオカメラとしての機能を有し、ユーザの操作に応じて映像を撮影してその映像を示す映像データを制御部11に供給する。
(Modification 6)
The speed at which the specific acoustic receiver 20 moves may be set as a predetermined moving speed.
FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the acoustic transmission device according to the present modification. In FIG. 13, in addition to each part shown in FIG. 2, the acoustic transmission apparatus 10a provided with the imaging | photography part 15 is shown. The photographing unit 15 has a function as, for example, a video camera, photographs a video according to a user operation, and supplies video data indicating the video to the control unit 11.

図14は、本変形例の音響送信装置10aの機能構成の一例を示すブロック図である。音響送信装置10の偏移手段103は、音響受信装置の移動する速度を測定する測定手段105を有する。この測定手段105は、制御部11がプログラムを実行することにより実現される。測定手段105は、例えば、撮影部15により撮影された映像を解析し、その映像に映っているユーザの位置を特定する。測定手段105は、決められた時間の間隔(例えば1秒毎)に位置の特定を行い、特定した位置の変化量に基づいてユーザの移動する速度を測定する。ユーザが持ち運んでいる音響受信装置20は、ユーザと同じ速度で移動しているため、測定されたユーザの移動する速度は、音響受信装置20の移動する速度とみなすことができる。そして、偏移手段103は、測定した速度を所定の移動速度として、周波数を偏移させる。これにより、移動する速度が測定されたユーザが持ち運んでいる音響受信装置20と音響送信装置10との間で音響通信が行われることになる。   FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the acoustic transmission device 10a according to the present modification. The deviation unit 103 of the acoustic transmission device 10 includes a measurement unit 105 that measures the moving speed of the acoustic reception device. The measuring unit 105 is realized by the control unit 11 executing a program. For example, the measuring unit 105 analyzes the video shot by the shooting unit 15 and specifies the position of the user shown in the video. The measuring unit 105 specifies a position at a predetermined time interval (for example, every second), and measures the moving speed of the user based on the change amount of the specified position. Since the acoustic receiver 20 carried by the user is moving at the same speed as the user, the measured moving speed of the user can be regarded as the moving speed of the acoustic receiver 20. Then, the shift means 103 shifts the frequency using the measured speed as a predetermined moving speed. Thereby, acoustic communication is performed between the acoustic receiver 20 and the acoustic transmitter 10 carried by the user whose moving speed is measured.

本変形例では、ユーザの移動する速度を測定することができれば、そのユーザが持ち運んでいる音響受信装置20と音響通信を行って、そのユーザに情報を伝達することができる。また、そのユーザの移動する速度が変化した場合でも、そのユーザへの情報の伝達を継続することができるし、そのユーザと異なる速度で移動しているユーザが持ち運んでいる音響受信装置20とは音響通信を行わないようにすることができる。なお、ユーザの移動する速度を測定する方法は上記のものに限らない。例えば、音響送信装置10が出力した電磁波の反射波を用いていわゆるスピードガンのように速度を測定してもよい。また、音響受信装置20が周波数を偏移させる場合であれば、音響受信装置20がGPS等の測位手段を備えておき、測位された位置の変化量に基づいて自装置の移動する速度を測定してもよい。   In this modification, if the speed at which a user moves can be measured, information can be transmitted to the user by performing acoustic communication with the acoustic receiver 20 carried by the user. In addition, even when the moving speed of the user changes, it is possible to continue transmitting information to the user, and what is the acoustic receiving device 20 carried by a user moving at a speed different from that user? It is possible not to perform acoustic communication. Note that the method of measuring the moving speed of the user is not limited to the above. For example, the speed may be measured like a so-called speed gun using the reflected wave of the electromagnetic wave output from the acoustic transmitter 10. If the acoustic receiver 20 shifts the frequency, the acoustic receiver 20 is provided with positioning means such as GPS, and measures the moving speed of its own device based on the amount of change in the measured position. May be.

(変形例7)
実施形態では、生成された音響信号の周波数を偏移させて出力したが、これに限らない。例えば、音響信号生成手段101が、情報が重畳された音響信号を生成する際に、周波数を記憶手段102が記憶する偏移周波数データに応じて偏移させた音響信号を生成するとともに、重畳する情報についても、音響信号を偏移させた度合いに応じて時間軸を伸縮させる。そして、音響信号生成手段101が、偏移後の音響信号に、時間軸を伸縮させた情報を重畳させてもよい。この場合、出力手段104は、音響信号生成手段101が生成した音響信号をそのまま出力する。このようにして出力された音響信号は、実施形態と同様に周波数が偏移した音響信号になる。
(Modification 7)
In the embodiment, the frequency of the generated acoustic signal is shifted and output, but the present invention is not limited to this. For example, when the acoustic signal generation unit 101 generates an acoustic signal on which information is superimposed, the acoustic signal generation unit 101 generates and superimposes an acoustic signal whose frequency is shifted according to the shifted frequency data stored in the storage unit 102. As for information, the time axis is expanded and contracted according to the degree to which the acoustic signal is shifted. Then, the acoustic signal generation unit 101 may superimpose information obtained by expanding and contracting the time axis on the shifted acoustic signal. In this case, the output unit 104 outputs the acoustic signal generated by the acoustic signal generation unit 101 as it is. The acoustic signal output in this way is an acoustic signal whose frequency is shifted as in the embodiment.

(変形例8)
実施形態では、音速が一定である場合を説明したが、気温や湿度によって音速は変化するので、この変化が考慮されてもよい。音速が変化すると、ドップラー効果の大きさも変化するため、例えば上記の例で速度+V1に応じた比率Rv1がRv1’に変化する。その変化を考慮せずに比率Rv1を用いて周波数を偏移させると、所定の移動速度で移動する音響受信装置とは音響通信が行われず、所定の移動速度より少しずれた速度で移動する音響受信装置と音響通信が行われることになる。つまり、出力された音響信号によって音響通信が可能となる音響受信装置の移動する速度(上記の所定の移動速度)と所定の移動速度とに差が生じてしまう。
(Modification 8)
In the embodiment, the case where the sound speed is constant has been described. However, since the sound speed changes depending on the temperature and humidity, this change may be taken into consideration. When the sound speed changes, the magnitude of the Doppler effect also changes. For example, in the above example, the ratio Rv1 corresponding to the speed + V1 changes to Rv1 ′. If the frequency is shifted using the ratio Rv1 without taking the change into account, acoustic communication is not performed with the acoustic receiver that moves at a predetermined moving speed, and the sound moves at a speed slightly deviated from the predetermined moving speed. Acoustic communication is performed with the receiving device. That is, there is a difference between the moving speed (the predetermined moving speed described above) and the predetermined moving speed of the acoustic receiving device that enables acoustic communication based on the output acoustic signal.

本変形例では、例えば音響送信装置が周波数を偏移させる場合、音響送信装置が、温度センサや湿度センサを備えておき、それらのセンサの検出結果に基づいて音速を算出する。そして、音響送信装置は、算出した音速で自装置から出力される音響信号を音響受信装置が受信したときに、受信された音響信号の周波数がドップラー効果によって出力時の周波数から偏移する比率を求め、求めた比率を用いて、上記の各例のように周波数を偏移させる。これにより、音速の変化を考慮しない場合に比べて、気温や湿度の変化により音速が変化したときに、所定の移動速度と所定の移動速度との差を小さくすることができる。   In this modification, for example, when the acoustic transmission device shifts the frequency, the acoustic transmission device includes a temperature sensor and a humidity sensor, and calculates the sound speed based on the detection results of those sensors. Then, when the sound receiving device receives the sound signal output from the device at the calculated sound speed, the sound transmitting device is configured to set a ratio at which the frequency of the received sound signal is shifted from the output frequency due to the Doppler effect. Using the obtained ratio, the frequency is shifted as in the above examples. As a result, the difference between the predetermined moving speed and the predetermined moving speed can be reduced when the sound speed changes due to changes in the temperature and humidity, compared to the case where the change in the sound speed is not taken into consideration.

(変形例9)
本発明は、コンピュータとして機能させるためのプログラムといった形態でも実施が可能である。かかるプログラムは、光ディスク等の記録媒体に記録した形態で提供されたり、インターネット等のネットワークを介して、コンピュータにダウンロードさせ、これをインストールして利用可能にするなどの形態で提供されたりすることが可能である。
(Modification 9)
The present invention can also be implemented in the form of a program for causing a computer to function. Such a program may be provided in a form recorded on a recording medium such as an optical disc, or may be provided in a form such that the program is downloaded to a computer via a network such as the Internet, and the program can be installed and used. Is possible.

1 音響通信システム、10 音響送信装置、20 音響受信装置、11、21 制御部、12、22 記憶部、13 音波出力部、14 インターフェース、15 撮影部、23 通信部、24 操作部、25 表示部、26 音波受信部、101 音響信号生成手段、102 記憶手段、103 偏移手段、104 出力手段、105 測定手段、201 受信手段、202 抽出手段、203 出力手段、204 記憶手段、205 偏移手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acoustic communication system, 10 Acoustic transmitter, 20 Acoustic receiver, 11, 21 Control part, 12, 22 Storage part, 13 Sound wave output part, 14 Interface, 15 Imaging part, 23 Communication part, 24 Operation part, 25 Display part , 26 sound wave reception unit, 101 acoustic signal generation means, 102 storage means, 103 deviation means, 104 output means, 105 measurement means, 201 reception means, 202 extraction means, 203 output means, 204 storage means, 205 deviation means.

Claims (7)

情報が重畳された音響信号を生成する音響信号生成手段と、
前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記音響信号生成手段が生成した音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、
前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号を音波として出力する出力手段とを備える
音響信号処理装置。
Acoustic signal generation means for generating an acoustic signal on which information is superimposed;
Storage means for storing data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted;
Shift means for shifting the frequency of the acoustic signal generated by the acoustic signal generation means in accordance with data stored in the storage means;
An acoustic signal processing apparatus comprising: output means for outputting, as a sound wave, an acoustic signal whose frequency is shifted by the shifting means.
情報が重畳された音響信号を受信する受信手段と、
前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記受信手段により受信された音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、
前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号から重畳されている情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された情報を出力する出力手段とを備える
音響信号処理装置。
Receiving means for receiving an acoustic signal on which information is superimposed;
Storage means for storing data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted;
Shift means for shifting the frequency of the acoustic signal received by the receiving means in accordance with data stored in the storage means;
Extraction means for extracting information superimposed from an acoustic signal whose frequency is shifted by the shift means;
An acoustic signal processing apparatus comprising: output means for outputting information extracted by the extraction means.
前記記憶手段が記憶するデータは、前記音響信号の偏移前後の周波数に関するデータと移動速度に関するデータとを対応付けたデータである
請求項1または2に記載の音響信号処理装置。
The acoustic signal processing apparatus according to claim 1, wherein the data stored in the storage unit is data in which data relating to frequencies before and after deviation of the acoustic signal is associated with data relating to moving speed.
前記情報が重畳された音響信号の複数の周波数成分には、当該複数の周波数成分毎に定められた情報が重畳されており、
前記記憶手段は、前記複数の周波数成分毎に異なる複数の前記偏移前後の周波数に関するデータと、当該複数の周波数成分毎に異なる複数の移動速度に関するデータとがそれぞれ対応付けられたデータを、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータとして記憶する
請求項1から3までのいずれか1項に記載の音響信号処理装置。
Information defined for each of the plurality of frequency components is superimposed on the plurality of frequency components of the acoustic signal on which the information is superimposed,
The storage means includes data in which data related to a plurality of frequencies before and after the shift that differ for each of the plurality of frequency components and data related to a plurality of movement speeds that differ for each of the plurality of frequency components are associated with each other, The acoustic signal processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the acoustic signal processing device is stored as data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted.
前記記憶手段は、前記複数の移動速度に関するデータに、移動速度が0であることを表すデータと移動速度が0以外であることを表すデータとが含まれ、且つ、当該移動速度が0であることを表すデータに前記音響信号の偏移が0であることを表すデータが対応付けられているデータを、前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータとして記憶する
請求項4に記載の音響信号処理装置。
The storage means includes data indicating that the moving speed is 0 and data indicating that the moving speed is other than 0 in the data relating to the plurality of moving speeds, and the moving speed is 0. 5. The acoustic signal processing according to claim 4, wherein data in which data representing that the deviation of the acoustic signal is zero is associated with data representing the frequency as data relating to a frequency at which the acoustic signal is displaced. apparatus.
音響信号処理装置を制御するコンピュータを、
情報が重畳された音響信号を生成する音響信号生成手段と、
前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記音響信号生成手段が生成した音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、
前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号を音波として出力する出力手段
として機能させるためのプログラム。
A computer for controlling the acoustic signal processing device;
Acoustic signal generation means for generating an acoustic signal on which information is superimposed;
Storage means for storing data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted;
Shift means for shifting the frequency of the acoustic signal generated by the acoustic signal generation means in accordance with data stored in the storage means;
A program for causing the shift means to function as an output means for outputting an acoustic signal whose frequency is shifted as a sound wave.
音響信号処理装置を制御するコンピュータを、
情報が重畳された音響信号を受信する受信手段と、
前記音響信号を偏移させる周波数に関するデータを記憶する記憶手段と、
前記受信手段により受信された音響信号の周波数を前記記憶手段が記憶するデータに応じて偏移させる偏移手段と、
前記偏移手段が周波数を偏移させた音響信号から重畳されている情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された情報を出力する出力手段
として機能させるためのプログラム。
A computer for controlling the acoustic signal processing device;
Receiving means for receiving an acoustic signal on which information is superimposed;
Storage means for storing data relating to a frequency at which the acoustic signal is shifted;
Shift means for shifting the frequency of the acoustic signal received by the receiving means in accordance with data stored in the storage means;
Extraction means for extracting information superimposed from an acoustic signal whose frequency is shifted by the shift means;
A program for functioning as output means for outputting information extracted by the extraction means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NO20221244A1 (en) * 2022-11-18 2024-05-20 Elliptic Laboratories Asa Acoustic communication

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