JP2017097015A - Active silencing system, active silencing method, and active silencing program - Google Patents

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悠介 東
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健太郎 原
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Yuichi Nakagawa
佑一 中川
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Satoshi Wakimoto
聡 脇元
和宏 大谷
Kazuhiro Otani
和宏 大谷
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Takamitsu Ishihara
貴光 石原
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Masamichi Suzuki
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翔吾 板井
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Hirotake Nishino
弘剛 西野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To silence, at an arbitrary target position, a sound wave from a sound source by using a plurality of silencers arranged around the sound source.SOLUTION: According to an embodiment, an active silencing system includes at least one sensor, at least one microphone, and a plurality of speaker units. The sensor detects information on a target position. The microphone receives a first sound wave output from a sound source and generates a first sound signal. At least one speaker unit, which is selected on the basis of the target position from among the plurality of speaker units, outputs a second sound wave blocking the first sound wave at the target position, on the basis of the first sound signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

実施形態は、能動消音技術に関する。   Embodiments relate to active silencing techniques.

従来、例えばダクト内の騒音のように1次元的に伝搬する音波を、当該音波の逆位相波に相当する音波を出力することで消音する技術が知られている。さらに、3次元的に伝搬する音波の消音に関して、アクティブ音響シールディング技術が提案されている。この技術では、マイクロフォンおよびスピーカをそれぞれ含んだ複数の消音装置がアレイ状に密に配置される。そして、各消音装置が自己のマイクロフォンによって受け取った音波の逆位相波に相当する音波を速やかに自己のスピーカから出力することによって、ホイヘンスの原理を利用した消音空間が構築される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a sound wave propagating one-dimensionally, for example, noise in a duct, is silenced by outputting a sound wave corresponding to the opposite phase wave of the sound wave. Furthermore, an active acoustic shielding technique has been proposed for silencing sound waves that propagate three-dimensionally. In this technique, a plurality of silencers each including a microphone and a speaker are densely arranged in an array. Then, each silencing device quickly outputs a sound wave corresponding to the opposite phase wave of the sound wave received by its own microphone from its own speaker, thereby constructing a silencing space using Huygens' principle.

従来のアクティブ音響シールディング技術では、複数の消音装置を密にアレイ状に配置する必要がある。さらに、全ての消音装置のマイクロフォンおよびスピーカが定常的に動作するので、ある消音装置のマイクロフォンが他の近隣の消音装置のスピーカから出力される音波を受け取ってしまい、ハウリングが発生するおそれもある。このような理由から、このアクティブ音響シールディング技術で用いられる消音装置は、複雑な設置条件を守らなければならないので配置変更が難しく、持ち運びには向いていない。   In the conventional active acoustic shielding technology, it is necessary to arrange a plurality of silencers in an array. Furthermore, since the microphones and speakers of all the silencers operate steadily, a microphone of a certain silencer receives sound waves output from the speakers of other nearby silencers, and howling may occur. For this reason, the silencer used in this active sound shielding technique must be kept in complicated installation conditions, so that it is difficult to change the arrangement and is not suitable for carrying.

特開2001−295622号公報JP 2001-295622 A 特開2001−174538号公報JP 2001-174538 A

Tatsuya Murao and Masaharu Nishimura, “Basic study on active acoustic shielding,” Journal of environment and engineering,vol7,no.1,76p,2012Tatsuya Murao and Masahara Nishimura, “Basic study on active acoustic shielding,” Journal of environment and engineering, vol. 7, no. 1,76p, 2012 Xun Wang et al., “Hybrid active noise barrier with sound masking,” Proceedings of the 43th International congress and exposition on noise control engineering (inter−noise 2014), 2014Xun Wang et al. , “Hybrid active noise with sound masking,” Processeds of the 43th International congress and exposure on noise control 14 (20)

実施形態は、音源の周囲に配置された複数の消音装置を用いて、当該音源からの音波を任意の目標位置において消音することを目的とする。   The embodiment aims to mute sound waves from the sound source at an arbitrary target position using a plurality of silencers arranged around the sound source.

実施形態によれば、能動消音システムは、少なくとも1つのセンサと、少なくとも1つのマイクロフォンと、複数のスピーカ部とを含む。センサは、目標位置に関する情報を検出する。マイクロフォンは、音源から出力される第1の音波を受け取って第1の音声信号を生成する。複数のスピーカ部のうち目標位置に基づいて選択された少なくとも1つのスピーカ部が、第1の音波を目標位置において阻害する第2の音波を第1の音声信号に基づいて出力する。   According to the embodiment, the active silencing system includes at least one sensor, at least one microphone, and a plurality of speaker units. The sensor detects information related to the target position. The microphone receives the first sound wave output from the sound source and generates a first sound signal. At least one speaker unit selected based on the target position among the plurality of speaker units outputs a second sound wave that inhibits the first sound wave at the target position based on the first sound signal.

第1の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。The figure which illustrates the active silence system concerning a 1st embodiment. 図1の消音装置を例示するブロック図。The block diagram which illustrates the silencer of FIG. 図1の親機を例示するブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating the parent device in FIG. 1. 図1の能動消音システムの動作を例示するフローチャート。The flowchart which illustrates operation | movement of the active silencing system of FIG. 第2の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。The figure which illustrates the active silence system concerning a 2nd embodiment. 第3の実施形態に係る能動消音システムを例示する図。The figure which illustrates the active silence system concerning a 3rd embodiment.

以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。例えば、複数の同一または類似の要素が存在する場合に、各要素を区別せずに説明するために共通の符号を用いることがあるし、各要素を区別して説明するために当該共通の符号に加えて枝番号を用いることもある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the same or similar elements as those already described are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is basically omitted. For example, when there are a plurality of identical or similar elements, a common reference may be used to explain each element without distinction, and the common reference may be used to distinguish each element. In addition, branch numbers may be used.

(第1の実施形態)
図1に例示されるように、第1の実施形態に係る能動消音システムは、音源の周囲に配置された複数(図1の例では4個)の消音装置100−1,100−2,・・・を含む。消音装置100は、少なくともセンサ部とスピーカ部とを含んでいる。なお、消音装置100に備え付けられるスピーカ部およびセンサ部の個数はそれぞれ複数であっても良い。消音装置100が複数のスピーカ部およびセンサ部を含んでいれば、後述される消音効果を複数の目標位置に対して同時に提供することができる。
(First embodiment)
As illustrated in FIG. 1, the active silencer system according to the first embodiment includes a plurality of (four in the example of FIG. 1) silencers 100-1, 100-2,. ··including. The silencer 100 includes at least a sensor unit and a speaker unit. Note that the number of speaker units and sensor units provided in the silencer 100 may be plural. If the muffler 100 includes a plurality of speaker units and sensor units, it is possible to simultaneously provide a mute effect to be described later to a plurality of target positions.

音源は、この能動消音システムによる消音の対象となる第1の音波の発生源である。音源は、人間であってもよいし、動物または機械などであってもよい。音源の総数は、2以上であってもよい。   The sound source is a generation source of the first sound wave to be silenced by the active silencing system. The sound source may be a human, an animal or a machine. The total number of sound sources may be two or more.

なお、図1の例では、消音装置100にはマイクロフォンが備え付けられているが、マイクロフォンは消音装置100とは独立に配置されてもよい。例えば、音源が人間である場合に、マイクロフォンは当該人間によって身に着けられるヘッドセットなどであってもよい。   In the example of FIG. 1, the muffler 100 is provided with a microphone, but the microphone may be disposed independently of the muffler 100. For example, when the sound source is a human, the microphone may be a headset or the like worn by the human.

さらに、図1に例示されるように、この能動消音システムは、複数の消音装置100−1,100−2,・・・同士の通信を仲介する親機200を含むこともできる。但し、消音装置100−1,100−2,・・・は、例えばピア・ツー・ピアネットワークを形成して相互に直接通信してもよい。通信は、配線の煩雑さを回避する観点から無線通信が想定されるが、有線通信であっても構わない。   Furthermore, as illustrated in FIG. 1, this active silencing system can also include a parent device 200 that mediates communication between the plurality of silencing devices 100-1, 100-2,. However, the silencers 100-1, 100-2,... May form a peer-to-peer network and communicate directly with each other. The communication is assumed to be wireless communication from the viewpoint of avoiding the complexity of wiring, but may be wired communication.

図1の能動消音システムでは、各消音装置100が、自己のセンサ部によって、音源の位置に関する情報、当該音源からの第1の音波が消音される目標位置に関する情報などを検出する。目標位置は、典型的には、音源からの第1の音波を聞くことを望まれていない第三者が居る場所を指す。また、目標位置の総数は2以上であってもよい。センサ部によって検出された種々の情報に基づいて、音源の位置および目標位置が計算される。このような位置計算は、例えば、親機200によって集中的に行われてもよいし、各消音装置100によって個別に行われてもよい。   In the active silencer system of FIG. 1, each silencer 100 detects information related to the position of the sound source, information related to the target position where the first sound wave from the sound source is silenced, and the like by its own sensor unit. The target position typically refers to a place where there is a third party who does not want to hear the first sound wave from the sound source. Further, the total number of target positions may be two or more. Based on various information detected by the sensor unit, the position of the sound source and the target position are calculated. Such position calculation may be performed intensively by the parent device 200, or may be performed individually by each silencer 100.

計算された目標位置および音源の位置に基づいて、各消音装置100に備え付けられたスピーカ部およびマイクロフォンがアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。図1の例では、消音装置100−1,100−2,・・・のうち目標位置からの距離が最も小さい消音装置100−2に備え付けられたスピーカ部がアクティブ状態に設定され、残りの消音装置100−1,100−3および100−4に備え付けられたスピーカ部はインアクティブ状態に設定される。さらに、図1の例では、消音装置100−1,100−2,・・・のうち音源の位置からの距離が最も小さい消音装置100−1に備え付けられたマイクロフォンがアクティブ状態に設定され、残りの消音装置100−2,100−3および100−4に備え付けられたマイクロフォンはインアクティブ状態に設定される。   Based on the calculated target position and the position of the sound source, the speaker unit and the microphone provided in each silencer 100 are set to an active state or an inactive state. In the example of FIG. 1, the speaker unit provided in the silencer 100-2 having the smallest distance from the target position among the silencers 100-1, 100-2,. The speaker units provided in the devices 100-1, 100-3, and 100-4 are set to an inactive state. Further, in the example of FIG. 1, the microphones installed in the silencer 100-1 having the smallest distance from the position of the sound source among the silencers 100-1, 100-2,. The microphones provided in the silencers 100-2, 100-3, and 100-4 are set in an inactive state.

このように、マイクロフォンおよびスピーカ部の一部をアクティブ状態に設定し、残余をインアクティブ状態に設定することで、ハウリングの抑制に加えて消費電力の削減が可能となる。なお、親機200が各消音装置100のマイクロフォンまたはスピーカ部の動作状態を集中的に制御してもよいし、各消音装置100が個別に自己のマイクロフォンまたはスピーカ部の動作状態を制御してもよい。   In this way, by setting a part of the microphone and the speaker unit to the active state and setting the remainder to the inactive state, it is possible to reduce power consumption in addition to suppressing howling. It should be noted that parent device 200 may centrally control the operation state of the microphone or speaker unit of each silencer 100, or each silencer 100 may individually control the operation state of its own microphone or speaker unit. Good.

アクティブ状態に設定されたマイクロフォンは、音源からの第1の音波を受け取り、これを電気信号に変換することによって第1の音声信号を得る。この第1の音声信号は、アクティブ状態に設定されたスピーカ部を含む消音装置100−2へと親機200を介して伝送される。なお、アクティブ状態に設定されたマイクロフォンがアクティブ状態に設定されたスピーカ部と同一の消音装置100に含まれているならば、当該消音装置100の内部で第1の音声信号を伝送すればよい。   The microphone set to the active state receives the first sound wave from the sound source and converts it into an electric signal to obtain a first sound signal. The first audio signal is transmitted via the master unit 200 to the silencer 100-2 including the speaker unit set to the active state. If the microphone set to the active state is included in the same silencer 100 as the speaker unit set to the active state, the first audio signal may be transmitted inside the silencer 100.

消音装置100−2は、第1の音声信号を受け取り、これに基づいて第2の音声信号を計算する。なお、第2の音声信号の計算は、第1の音声信号の送信元である消音装置100−1または親機200によって行われてもよい。   The silencer 100-2 receives the first audio signal and calculates a second audio signal based on the first audio signal. The calculation of the second audio signal may be performed by the silencer 100-1 or the parent device 200 that is the transmission source of the first audio signal.

消音装置100−2のスピーカ部は、第2の音声信号を物理振動に変換することで第2の音波を出力する。この第2の音波は、第1の音波の聞き取りを目標位置において阻害する(例えば、振幅を減衰させる)効果がある。従って、この能動消音システムによれば、目標位置に居る人間に騒音や聞かれて欲しくない話などを聞こえなく(或いは、聞き取り辛く)することができる。   The speaker unit of the silencer 100-2 outputs the second sound wave by converting the second sound signal into physical vibration. The second sound wave has an effect of inhibiting the hearing of the first sound wave at the target position (for example, attenuating the amplitude). Therefore, according to this active silencing system, it is possible to make a person who is at the target position inaudible (or difficult to hear) a noise or a story that is not desired to be heard.

後述されるように、第2の音声信号は、第2の音波が目標位置において第1の音波の逆位相波に相当するように適宜計算されてもよいし、第1の音声信号に基づくマスキング音に対応してもよい。   As will be described later, the second sound signal may be appropriately calculated so that the second sound wave corresponds to the opposite phase wave of the first sound wave at the target position, or masking based on the first sound signal. It may correspond to sound.

消音装置100は、図2に例示されるように、無線通信部101と、センサ部102と、マイクロフォン103と、マイクロフォン制御部104と、スピーカ部105と、スピーカ制御部106と、音声信号計算部107とを含む。   As illustrated in FIG. 2, the silencer 100 includes a wireless communication unit 101, a sensor unit 102, a microphone 103, a microphone control unit 104, a speaker unit 105, a speaker control unit 106, and an audio signal calculation unit. 107.

無線通信部101は、親機200との間で種々の情報をやり取りする。例えば、無線通信部101は、センサ部102によって検出された種々のセンサ情報を受け取って親機200へと送信してもよい。無線通信部101は、マイクロフォン103によって取得された第1の音声信号を受け取って親機200へと送信してもよい。   The wireless communication unit 101 exchanges various information with the parent device 200. For example, the wireless communication unit 101 may receive various sensor information detected by the sensor unit 102 and transmit it to the parent device 200. The wireless communication unit 101 may receive the first audio signal acquired by the microphone 103 and transmit it to the parent device 200.

また、無線通信部101は、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを親機200から受信して音声信号計算部107に渡してもよい。無線通信部101は、他の消音装置100に備え付けられたマイクロフォン103によって取得された第1の音声信号を親機200から受信して音声信号計算部107に渡してもよい。無線通信部101は、マイクロフォン103の動作状態を制御する制御信号を親機200から受信してマイクロフォン制御部104に渡してもよい。無線通信部101は、スピーカ部105の動作状態を制御する制御信号を親機200から受信してスピーカ制御部106に渡してもよい。   Further, the wireless communication unit 101 may receive a parameter used for calculating an antiphase wave from the parent device 200 and pass it to the audio signal calculation unit 107. The wireless communication unit 101 may receive the first audio signal acquired by the microphone 103 provided in the other silencer 100 from the parent device 200 and pass it to the audio signal calculation unit 107. The wireless communication unit 101 may receive a control signal for controlling the operation state of the microphone 103 from the parent device 200 and pass it to the microphone control unit 104. The wireless communication unit 101 may receive a control signal for controlling the operation state of the speaker unit 105 from the parent device 200 and pass it to the speaker control unit 106.

センサ部102は、例えば、イメージセンサ(例えば、赤外線サーモセンサ)、距離センサ(例えば、超音波または赤外線センサ)などを含むことができる。センサ部102は、目標位置に関する情報、音源の位置に関する情報、消音装置100の周囲の空間の形状に関する情報(例えば、センサ部102の周囲を撮影した画像)などを検出する。   The sensor unit 102 can include, for example, an image sensor (for example, an infrared thermosensor), a distance sensor (for example, an ultrasonic wave or an infrared sensor), or the like. The sensor unit 102 detects information about the target position, information about the position of the sound source, information about the shape of the space around the silencer 100 (for example, an image obtained by photographing the periphery of the sensor unit 102), and the like.

例えば、センサ部102は、当該センサ部102を備える消音装置100の位置から音源の位置または目標位置への方向情報を検出してもよい。例えば、イメージセンサの一種である赤外線サーモセンサは、人間の頭部から放射される熱を高い感度で検知することができる。故に、人間を音源とするケースまたは人間が居る場所を目標位置とするケースでは、赤外線サーモセンサを用いることで上記方向情報を検出することができる。そして、2つの消音装置100同士の距離が既知であるならば、これら2つの消音装置100によって検出された方向情報を用いて三角測量を行うことで音源の位置または目標位置を計算することができる。   For example, the sensor unit 102 may detect direction information from the position of the silencer 100 including the sensor unit 102 to the position of the sound source or the target position. For example, an infrared thermosensor, which is a type of image sensor, can detect heat radiated from a human head with high sensitivity. Therefore, in the case where the person is a sound source or the case where the person is present is the target position, the direction information can be detected by using an infrared thermosensor. If the distance between the two silencers 100 is known, the position of the sound source or the target position can be calculated by performing triangulation using the direction information detected by the two silencers 100. .

さらに、音源の位置の計算には、マイクロフォン103によって取得される第1の音声信号の情報が補足的に若しくは代替的に用いられてよい。例えば、音源からの距離が大きいほど第1の音声信号の強度が減衰することを利用して、音源からの距離を推定することができる。また、音源からの距離が大きいほど第1の音波が遅れて到達する(すなわち、第1の音声信号が遅れて取得される)ことを利用して、音源からの距離を推定することもできる。   Further, the information of the first audio signal acquired by the microphone 103 may be used supplementarily or alternatively for the calculation of the position of the sound source. For example, the distance from the sound source can be estimated by utilizing the fact that the strength of the first audio signal is attenuated as the distance from the sound source is larger. Further, the distance from the sound source can also be estimated by utilizing the fact that the first sound wave arrives later as the distance from the sound source increases (that is, the first sound signal is acquired later).

なお、各消音装置100の位置は、設置時に手動で設定されてもよいし、消音装置100同士または消音装置100と親機200との間の相対的な位置関係(例えば、距離および方向)に基づいて自動的に計算することも可能である。   In addition, the position of each silencer 100 may be set manually at the time of installation, or relative relative relationship (for example, distance and direction) between the silencers 100 or between the silencer 100 and the parent device 200. It is also possible to calculate automatically based on this.

例えば、消音装置100は、距離センサを用いて、他の消音装置100または親機200までの距離を測定してもよい。或いは、親機200が所定の信号を送信してから、この信号を受信した消音装置100が直ちに応答を返して、親機200がこの応答を受信するまでの所要時間に基づいて、親機200と消音装置100との間の距離を推定することができる。同様の手法により、消音装置100同士の距離を推定することも可能である。さらに、親機200にイメージセンサが搭載されていれば、このイメージセンサを用いて親機200から各消音装置100への方向情報を検出することができる。反対に、各消音装置100が、センサ部102に含まれるイメージセンサを用いて当該消音装置100から親機200への方向情報を検出してもよい。   For example, the silencer 100 may measure the distance to another silencer 100 or the parent device 200 using a distance sensor. Alternatively, after the master device 200 transmits a predetermined signal, the muffler 100 that has received this signal immediately returns a response, and based on the time required until the master device 200 receives this response, the master device 200. And the silencer 100 can be estimated. It is also possible to estimate the distance between the silencers 100 by a similar method. Furthermore, if an image sensor is mounted on the parent device 200, the direction information from the parent device 200 to each silencer 100 can be detected using this image sensor. Conversely, each silencer 100 may detect direction information from the silencer 100 to the parent device 200 using an image sensor included in the sensor unit 102.

マイクロフォン103は、マイクロフォン制御部104によって動作状態をアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。マイクロフォン103は、アクティブ状態にある場合には、その周囲を伝搬する音波(特に、音源から出力される第1の音波)を受け取って電気信号へと変換することで第1の音声信号を生成する。マイクロフォン103は、第1の音声信号をマイクロフォン制御部104に渡す。   The operation state of the microphone 103 is set to an active state or an inactive state by the microphone control unit 104. When the microphone 103 is in an active state, the microphone 103 receives a sound wave propagating around it (particularly, a first sound wave output from a sound source) and converts it into an electric signal to generate a first sound signal. . The microphone 103 passes the first audio signal to the microphone control unit 104.

マイクロフォン制御部104は、マイクロフォン103の動作状態を制御する。マイクロフォン制御部104は、親機200からの制御信号に従ってマイクロフォン103の動作状態を決定してもよいし、センサ部102によって検出された音源の位置に関する情報に基づいてマイクロフォン103の動作状態を決定してもよい。マイクロフォン制御部104は、マイクロフォン103がアクティブ状態に設定されている間に、当該マイクロフォン103から第1の音声信号を受け取り、これを無線通信部101に渡す。なお、マイクロフォン103に加えてスピーカ部105もアクティブ状態にある場合には、マイクロフォン制御部104は第1の音声信号を音声信号計算部107に渡してもよい。   The microphone control unit 104 controls the operation state of the microphone 103. The microphone control unit 104 may determine the operation state of the microphone 103 according to the control signal from the parent device 200, or may determine the operation state of the microphone 103 based on information on the position of the sound source detected by the sensor unit 102. May be. The microphone control unit 104 receives the first audio signal from the microphone 103 while the microphone 103 is set to the active state, and passes it to the wireless communication unit 101. When the speaker unit 105 is also in an active state in addition to the microphone 103, the microphone control unit 104 may pass the first audio signal to the audio signal calculation unit 107.

スピーカ部105は、スピーカ制御部106によって動作状態をアクティブ状態またはインアクティブ状態に設定される。スピーカ部105は、アクティブ状態にある場合には、スピーカ制御部106から第2の音声信号を受け取って、これを物理振動に変換することで第2の音波を出力する。なお、スピーカ部105は、単一のスピーカを含んでいてもよいし、複数のスピーカを含んでいてもよい。   The speaker unit 105 is set to an active state or an inactive state by the speaker control unit 106. When the speaker unit 105 is in the active state, the speaker unit 105 receives the second audio signal from the speaker control unit 106 and converts it into physical vibration to output a second sound wave. The speaker unit 105 may include a single speaker or a plurality of speakers.

スピーカ制御部106は、スピーカ部105の動作状態を制御する。スピーカ制御部106は、親機200からの制御信号に従ってスピーカ部105の動作状態を決定してもよいし、センサ部102によって検出された目標位置に関する情報に基づいてマイクロフォン103の動作状態を決定してもよい。スピーカ制御部106は、スピーカ部105がアクティブ状態に設定されている間に、音声信号計算部107から第2の音声信号を受け取り、これをスピーカ部105に供給する。   The speaker control unit 106 controls the operation state of the speaker unit 105. The speaker control unit 106 may determine the operation state of the speaker unit 105 according to a control signal from the parent device 200, or may determine the operation state of the microphone 103 based on information on the target position detected by the sensor unit 102. May be. The speaker control unit 106 receives the second audio signal from the audio signal calculation unit 107 and supplies the second audio signal to the speaker unit 105 while the speaker unit 105 is set to the active state.

音声信号計算部107は、無線通信部101またはマイクロフォン制御部104から第1の音声信号を受け取る。さらに、音声信号計算部107は、第1の音声信号から第2の音声信号を計算するためのパラメータを無線通信部101から受け取ってもよい。音声信号計算部107は、第1の音声信号(および上記パラメータ)に基づいて、目標位置において第1の音波の聞き取りを阻害する第2の音波に対応する第2の音声信号を計算する。音声信号計算部107は、第2の音声信号をスピーカ制御部106に供給する。   The audio signal calculation unit 107 receives the first audio signal from the wireless communication unit 101 or the microphone control unit 104. Furthermore, the audio signal calculation unit 107 may receive a parameter for calculating the second audio signal from the first audio signal from the wireless communication unit 101. The audio signal calculation unit 107 calculates a second audio signal corresponding to the second sound wave that inhibits the listening of the first sound wave at the target position, based on the first sound signal (and the parameter). The audio signal calculation unit 107 supplies the second audio signal to the speaker control unit 106.

例えば、音声信号計算部107は、上記第2の音波が目標位置において第1の音波の逆位相波に相当するように第1の音声信号および上記パラメータに基づいて第2の音声信号を計算してもよい。係る第2の音声信号に対応する第2の音波が出力されれば、目標位置において第1の音波の成分は理想的にはキャンセルされ、当該目標位置に居る人間にはその聞き取りが不可能となる。   For example, the sound signal calculation unit 107 calculates the second sound signal based on the first sound signal and the parameter so that the second sound wave corresponds to the antiphase wave of the first sound wave at the target position. May be. If the second sound wave corresponding to the second sound signal is output, the component of the first sound wave is ideally canceled at the target position, and the person at the target position cannot hear it. Become.

或いは、音声信号計算部107は、第1の音声信号に基づいてマスキング音に対応する第2の音声信号を計算してもよい。例えば非特許文献2を参考に、音声信号計算部107は以下のようにマスキング音に対応する第2の音声信号を計算することができる。   Or the audio | voice signal calculation part 107 may calculate the 2nd audio | voice signal corresponding to a masking sound based on a 1st audio | voice signal. For example, referring to Non-Patent Document 2, the audio signal calculation unit 107 can calculate the second audio signal corresponding to the masking sound as follows.

音声信号計算部107は、第1の音声信号のスペクトル包絡を取得し、このスペクトル包絡を例えば振幅平均を軸として上下反転する。そして、音声信号計算部107は、反転したスペクトル包絡に第1の音声信号の位相スペクトルを加え、逆フーリエ変換することで第2の音声信号を計算する。係る第2の音声信号によれば、ある程度小さな強度であっても第1の音波の聞き取りを目標位置において阻害することができる。   The audio signal calculation unit 107 acquires the spectrum envelope of the first audio signal, and inverts the spectrum envelope up and down around the amplitude average, for example. Then, the audio signal calculation unit 107 calculates the second audio signal by adding the phase spectrum of the first audio signal to the inverted spectrum envelope and performing inverse Fourier transform. According to the second audio signal, the listening to the first sound wave can be inhibited at the target position even if the intensity is somewhat small.

親機200は、図3に例示されるように、無線通信部201と、空間形状計算部202と、物体特性計算部203と、目標位置計算部204と、音源位置計算部205と、伝搬シミュレーション部206とを含む。   As illustrated in FIG. 3, the base unit 200 includes a wireless communication unit 201, a space shape calculation unit 202, an object characteristic calculation unit 203, a target position calculation unit 204, a sound source position calculation unit 205, and a propagation simulation. Part 206.

無線通信部201は、消音装置100同士の通信(例えば、第1の音声信号の伝送)を仲介する。さらに、無線通信部201は、各消音装置100との間で種々の情報をやり取りする。例えば、無線通信部201は、音源の位置に関する情報を消音装置100から受信して音源位置計算部205に渡してもよい。無線通信部201は、目標位置に関する情報を消音装置100から受信して目標位置計算部204に渡してもよい。無線通信部201は、消音装置100の周囲の空間の形状に関する情報を消音装置100から受信して空間形状計算部202に渡してもよい。   The wireless communication unit 201 mediates communication between the silencers 100 (for example, transmission of the first audio signal). Further, the wireless communication unit 201 exchanges various information with each silencer 100. For example, the wireless communication unit 201 may receive information on the position of the sound source from the muffler 100 and pass it to the sound source position calculation unit 205. The wireless communication unit 201 may receive information about the target position from the muffler 100 and pass it to the target position calculation unit 204. The wireless communication unit 201 may receive information regarding the shape of the space around the silencer 100 from the silencer 100 and pass it to the space shape calculation unit 202.

また、無線通信部201は、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを伝搬シミュレーション部206から受け取って消音装置100(そのスピーカ部105がアクティブ状態に設定されている)へと送信してもよい。無線通信部201は、各消音装置100のマイクロフォン103およびスピーカ部105の動作状態を制御する制御信号を当該消音装置100へと送信してもよい。   Also, the wireless communication unit 201 receives the parameter used for calculating the antiphase wave from the propagation simulation unit 206 and transmits the parameter to the muffler 100 (the speaker unit 105 is set to the active state). Good. The wireless communication unit 201 may transmit a control signal for controlling the operation state of the microphone 103 and the speaker unit 105 of each silencer 100 to the silencer 100.

空間形状計算部202は、無線通信部201から消音装置100の周囲の空間の形状に関する情報を受け取り、当該空間の形状を計算する。空間の形状は、第1の音波および第2の音波を反射させる壁、天井、床およびその他の物体などによって規定される。空間形状計算部202は、空間の形状を示す情報を物体特性計算部203および伝搬シミュレーション部206に渡す。   The space shape calculation unit 202 receives information on the shape of the space around the silencer 100 from the wireless communication unit 201 and calculates the shape of the space. The shape of the space is defined by a wall, a ceiling, a floor, and other objects that reflect the first sound wave and the second sound wave. The space shape calculation unit 202 passes information indicating the shape of the space to the object characteristic calculation unit 203 and the propagation simulation unit 206.

物体特性計算部203は、空間形状計算部202から空間の形状を示す情報を受け取って、当該空間の内部に存在する種々の物体の特性(特に、物体が第1の音波または第2の音波をどのように反射するか)を計算する。物体特性計算部203は、物体の特性を示す情報を伝搬シミュレーション部206に渡す。   The object characteristic calculation unit 203 receives information indicating the shape of the space from the space shape calculation unit 202, and the characteristics of various objects existing in the space (in particular, the object uses the first sound wave or the second sound wave). How it reflects). The object characteristic calculation unit 203 passes information indicating the characteristic of the object to the propagation simulation unit 206.

目標位置計算部204は、無線通信部201から目標位置に関する情報を受け取り、当該目標位置を計算する。目標位置計算部204は、例えば前述の手法を利用して目標位置を計算してもよい。目標位置計算部204は、目標位置を示す情報を伝搬シミュレーション部206に渡す。なお、目標位置計算部204または図示されないその他の機能部は、各消音装置100のスピーカ部105の動作状態を目標位置に基づいて制御してもよい。   The target position calculation unit 204 receives information regarding the target position from the wireless communication unit 201 and calculates the target position. The target position calculation unit 204 may calculate the target position using, for example, the method described above. The target position calculation unit 204 passes information indicating the target position to the propagation simulation unit 206. Note that the target position calculation unit 204 or other functional units (not shown) may control the operation state of the speaker unit 105 of each silencer 100 based on the target position.

音源位置計算部205は、無線通信部201から音源の位置に関する情報を受け取り、当該音源の位置を計算する。音源位置計算部205は、例えば前述の手法を利用して音源の位置を計算してもよい。音源位置計算部205は、音源の位置を示す情報を伝搬シミュレーション部206に渡す。なお、音源位置計算部205または図示されないその他の機能部は、各消音装置100のマイクロフォン103の動作状態を音源の位置に基づいて制御してもよい。   The sound source position calculation unit 205 receives information regarding the position of the sound source from the wireless communication unit 201 and calculates the position of the sound source. The sound source position calculation unit 205 may calculate the position of the sound source using, for example, the method described above. The sound source position calculation unit 205 passes information indicating the position of the sound source to the propagation simulation unit 206. Note that the sound source position calculation unit 205 or other functional units (not shown) may control the operation state of the microphone 103 of each silencer 100 based on the position of the sound source.

伝搬シミュレーション部206は、空間形状計算部202から空間の形状を示す情報を受け取り、物体特性計算部203から物体の特性を示す情報を受け取り、目標位置計算部204から目標位置を示す情報を受け取り、音源位置計算部205から音源の位置を示す情報を受け取る。伝搬シミュレーション部206は、受け取った種々の情報に基づいて、空間内の音波の伝搬シミュレーションを行う。   The propagation simulation unit 206 receives information indicating the shape of the space from the space shape calculation unit 202, receives information indicating the characteristic of the object from the object characteristic calculation unit 203, receives information indicating the target position from the target position calculation unit 204, Information indicating the position of the sound source is received from the sound source position calculation unit 205. The propagation simulation unit 206 performs propagation simulation of sound waves in the space based on the received various information.

例えば、伝搬シミュレーション部206は、音源から第1の音波が出力された場合にどのように目標位置および各マイクロフォン103に伝搬するかをシミュレートしてもよい。また、伝搬シミュレーション部206は、各スピーカ部105から第2の音波が出力された場合にどのように目標位置に伝搬するかをシミュレートしてもよい。   For example, the propagation simulation unit 206 may simulate how to propagate to the target position and each microphone 103 when the first sound wave is output from the sound source. Further, the propagation simulation unit 206 may simulate how to propagate to the target position when the second sound wave is output from each speaker unit 105.

伝搬シミュレーション部206は、伝搬シミュレーションを通じて、逆位相波を計算するために用いられるパラメータを作成する。係るパラメータは、例えば、音源から目標位置までの伝達関数、音源から各マイクロフォン103までの伝達関数、各スピーカ部105から目標位置までの伝達関数などを含んでいてもよい。伝搬シミュレーション部206は、パラメータを無線通信部201に渡す。   The propagation simulation unit 206 creates parameters used for calculating the antiphase wave through the propagation simulation. Such parameters may include, for example, a transfer function from the sound source to the target position, a transfer function from the sound source to each microphone 103, a transfer function from each speaker unit 105 to the target position, and the like. The propagation simulation unit 206 passes the parameters to the wireless communication unit 201.

図1の能動消音システムは、例えば図4に示されるように動作することができる。最初に、複数の消音装置100−1,100−2,・・・および親機200が音源の周囲に設置され(ステップS301)、処理はステップS302へと進む。   The active silencer system of FIG. 1 can operate, for example, as shown in FIG. First, a plurality of silencers 100-1, 100-2,... And parent device 200 are installed around the sound source (step S301), and the process proceeds to step S302.

ステップS302において、親機200の空間形状計算部202および物体特性計算部203が、消音装置100−1,100−2,・・・から収集されたセンサ情報に基づいて、空間の形状および空間内に存在する物体の特性をそれぞれ計算する。また、親機200の目標位置計算部204および音源位置計算部205は、消音装置100−1,100−2,・・・から収集されたセンサ情報に基づいて、目標位置および音源の位置をそれぞれ計算する(ステップS303)。   In step S302, the space shape calculation unit 202 and the object property calculation unit 203 of the parent device 200 perform the shape of the space and the space in the space based on the sensor information collected from the silencers 100-1, 100-2,. Calculate the properties of the objects present in Further, the target position calculation unit 204 and the sound source position calculation unit 205 of the parent device 200 respectively set the target position and the position of the sound source based on the sensor information collected from the silencers 100-1, 100-2,. Calculate (step S303).

ステップS302およびステップS303において計算された情報に基づいて、親機200の伝搬シミュレーション部206は空間の内部における音波の伝搬シミュレーションを行う(ステップS304)。また、親機200の目標位置計算部204および音源位置計算部205(またはその他の機能部)はステップS303において計算された目標位置および音源の位置に基づいて各消音装置100のスピーカ部105およびマイクロフォン103の動作状態をそれぞれ制御する(ステップS305)。係る制御によってハウリングが抑制される。   Based on the information calculated in step S302 and step S303, the propagation simulation unit 206 of the parent device 200 performs a sound wave propagation simulation inside the space (step S304). In addition, the target position calculation unit 204 and the sound source position calculation unit 205 (or other functional units) of the parent device 200 perform the speaker unit 105 and the microphone of each silencer 100 based on the target position and the position of the sound source calculated in step S303. Each of the operation states 103 is controlled (step S305). This control suppresses howling.

親機200の無線通信部201は、ステップS306における伝搬シミュレーションを通じて作成されたパラメータを、ステップS305においてアクティブ状態に設定されたスピーカ部105を含む消音装置100へと送信する(ステップS306)。以上で親機200における一連の動作が終了し、処理はステップS307へと進む。   The wireless communication unit 201 of the base device 200 transmits the parameter created through the propagation simulation in step S306 to the silencer 100 including the speaker unit 105 set in the active state in step S305 (step S306). Thus, a series of operations in base unit 200 ends, and the process proceeds to step S307.

ステップS307では、ステップS305においてアクティブ状態に設定されたマイクロフォン103が、音源からの第1の音波を受け取って第1の音声信号を生成する。ステップS306においてパラメータを送信された消音装置100では、音声信号計算部107が、当該パラメータとステップS307において生成された第1の音声信号とに基づいて第2の音声信号を計算する(ステップS308)。そして、この消音装置100に含まれるスピーカ部105は第2の音波を出力する(ステップS309)。   In step S307, the microphone 103 set in the active state in step S305 receives the first sound wave from the sound source and generates a first sound signal. In the silencer 100 to which the parameter is transmitted in step S306, the audio signal calculation unit 107 calculates the second audio signal based on the parameter and the first audio signal generated in step S307 (step S308). . And the speaker part 105 contained in this silencer 100 outputs a 2nd sound wave (step S309).

基本的には、これらのステップS307からステップS309までの処理を繰り返し実行することで、目標位置において消音効果を継続的に提供することができる。しかしながら、目標位置または音源の位置が大きく変化したり、空間内の物体が大きく移動したりした場合には、パラメータの再計算、ならびに、アクティブ状態に設定するマイクロフォン103およびスピーカ部105の再選択を行うことが望ましい。   Basically, it is possible to continuously provide a silencing effect at the target position by repeatedly executing the processing from step S307 to step S309. However, when the target position or the position of the sound source changes greatly or an object in the space moves greatly, recalculation of parameters and reselection of the microphone 103 and the speaker unit 105 set to the active state are performed. It is desirable to do.

故に、各消音装置100のセンサ部102は例えば所定の間隔で(例えば1秒毎に)、周囲の人物および物体の移動検出を実行する(ステップS311)。そして、ステップS311において検出された移動量が閾値を超えるならば処理はステップS302に戻り、そうでなければ処理はステップS307に戻る(ステップS312)。   Therefore, the sensor unit 102 of each silencer 100 detects the movement of surrounding persons and objects at a predetermined interval (for example, every second) (step S311). If the amount of movement detected in step S311 exceeds the threshold value, the process returns to step S302; otherwise, the process returns to step S307 (step S312).

以上説明したように、第1の実施形態に係る能動消音システムは、音源の周囲に配置される複数の消音装置を含む。この能動消音システムが消音効果を提供する目標位置は消音装置に備え付けられたセンサ部によって検出された情報を用いて自動計算され、この目標位置に基づいて選択されたスピーカ部がアクティブ状態に設定される。そして、アクティブ状態に設定されたスピーカ部が、音源からの第1の音波の聞き取りを目標位置において阻害する第2の音波を出力する。概括すれば、この能動消音システムは、複数の消音装置を音源の周囲に配置すれば、目標位置を自動計算して当該目標位置において消音効果を提供できる。すなわち、この能動消音システムは、複雑な設置条件を課されないので配置変更も容易であり、持ち運びに好適である。   As described above, the active silencer system according to the first embodiment includes a plurality of silencers arranged around the sound source. The target position where the active silencing system provides the silencing effect is automatically calculated using information detected by the sensor unit provided in the silencer, and the speaker unit selected based on the target position is set to the active state. The And the speaker part set to the active state outputs the 2nd sound wave which inhibits the listening of the 1st sound wave from a sound source in a target position. In summary, this active silencing system can automatically calculate a target position and provide a silencing effect at the target position by arranging a plurality of silencers around the sound source. In other words, this active silencing system is easy to change because it is not subject to complicated installation conditions, and is suitable for carrying.

(第2の実施形態)
前述の第1の実施形態に係る能動消音システムは、例えば目標位置の最も近くに配置された1つの消音装置のスピーカ部を選択して第2の音波を出力することで当該目標位置において消音効果を提供することができる。しかしながら、このような消音効果は目標位置以外の地点で機能することが意図されていないので、例えば移動中の人間に対して音源からの第1の音波の聞き取りを十分に阻害することは困難である。
(Second Embodiment)
The active silencing system according to the first embodiment described above, for example, selects the speaker unit of one silencing device arranged closest to the target position and outputs the second sound wave, thereby reducing the silencing effect at the target position. Can be provided. However, since such a silencing effect is not intended to function at a point other than the target position, for example, it is difficult to sufficiently inhibit the moving person from hearing the first sound wave from the sound source. is there.

故に、第2の実施形態に係る能動消音システムは、例えば図5に示されるように、目標位置から近い順に複数の消音装置100のスピーカ部105を選択して第2の音波をそれぞれ出力することで、消音効果を提供する領域を拡張する。   Therefore, the active silencing system according to the second embodiment, for example, as shown in FIG. 5, selects the speaker units 105 of the plurality of silencing devices 100 in order from the target position and outputs the second sound waves, respectively. In this way, the area that provides the silencing effect is expanded.

また、この能動消音システムは、図5に例示されるように、音源の位置から近い順に複数の消音装置100のマイクロフォン103を選択して第1の音波をそれぞれ受け取ってもよい。複数のマイクロフォン103を用いて第1の音波を受け取ることで、周囲の空間における音波の広がりをより正確に評価することが可能である。   Further, as illustrated in FIG. 5, the active silencing system may select the microphones 103 of the plurality of silencers 100 in order from the position of the sound source and receive the first sound waves, respectively. By receiving the first sound wave using the plurality of microphones 103, the spread of the sound wave in the surrounding space can be more accurately evaluated.

以上説明したように、第2の実施形態に係る能動消音システムは、目標位置に基づいて選択された複数のスピーカ部をアクティブ状態に設定する。そして、これらのスピーカ部は、音源からの第1の音波の聞き取りを目標位置において阻害する第2の音波を個別に出力する。従って、この能動消音システムは、目標位置の変位に対してロバストに消音効果を提供することができる。すなわち、この能動消音システムは、移動中の人間に対して音源からの第1の音波の聞き取りを継続的に阻害することができる。   As described above, the active silencing system according to the second embodiment sets a plurality of speaker units selected based on the target position to the active state. And these speaker parts output individually the 2nd sound wave which obstructs listening of the 1st sound wave from a sound source in a target position. Therefore, this active silencing system can provide a silencing effect that is robust against displacement of the target position. That is, this active silencing system can continuously prevent the moving person from hearing the first sound wave from the sound source.

(第3の実施形態)
前述のように、目標位置の総数は2以上であってよい。しかしながら、複数の目標位置が互いに近接している場合には、第1の目標位置に消音効果を提供するために選択されたスピーカ部が、第2の目標位置から見ると騒音源となるおそれがある。
(Third embodiment)
As described above, the total number of target positions may be two or more. However, when a plurality of target positions are close to each other, the speaker unit selected to provide a silencing effect for the first target position may become a noise source when viewed from the second target position. is there.

故に、第3の実施形態に係る能動消音システムを形成する消音装置400は、指向性の異なる複数のスピーカを切り替えて使用可能なスピーカ部105を含む。具体的には、スピーカ部105を基準に2つの目標位置の成す角が閾値としての70度以下である場合には、スピーカ部105は例えば図6に示されるように指向角度が30度程度のパラメトリックスピーカなどの指向性スピーカを使用する。他方、上記角が70度を超える場合には、スピーカ部105は通常の(指向角度がより広い)スピーカを使用する。なお、指向角度が広いスピーカは、他の目標位置から見た騒音源となる可能性が高いが、消音効果を提供できる領域は広い。他方、指向角度が狭いスピーカは、他の目標位置から見た騒音源となる可能性は低いが、消音効果を提供できる領域が狭い。   Therefore, the silencer 400 that forms the active silencer system according to the third embodiment includes the speaker unit 105 that can be used by switching a plurality of speakers having different directivities. Specifically, when the angle between the two target positions with respect to the speaker unit 105 is 70 degrees or less as a threshold value, the speaker unit 105 has a directivity angle of about 30 degrees as shown in FIG. Use directional speakers such as parametric speakers. On the other hand, when the angle exceeds 70 degrees, the speaker unit 105 uses a normal speaker (having a wider directivity angle). Note that a speaker with a wide directivity angle is highly likely to be a noise source viewed from other target positions, but there is a wide range in which a silencing effect can be provided. On the other hand, a speaker with a narrow directivity angle is unlikely to be a noise source when viewed from another target position, but has a narrow area that can provide a silencing effect.

以上説明したように、第3の実施形態に係る能動消音システムは、複数の目標位置が存在する場合に、これらの相対的な位置関係に応じて適切な指向角度を持つスピーカを選択して使用する。具体的には、この能動消音システムは、2つの目標位置が互いに近接している場合には、指向角度が狭いスピーカを使用することで一方の目標位置において消音効果を提供するスピーカ部が他方の目標位置から見た騒音源となることを防止できる。さらに、2つの目標位置が互いに離れている場合には、指向角度が広いスピーカを使用することで広範囲に消音効果を提供できる。   As described above, the active silencer system according to the third embodiment selects and uses a speaker having an appropriate directivity angle according to the relative positional relationship when there are a plurality of target positions. To do. Specifically, in this active silencing system, when two target positions are close to each other, a speaker unit that provides a silencing effect at one target position by using a speaker having a narrow directivity angle is provided on the other target position. It can be prevented that the noise source is viewed from the target position. In addition, when the two target positions are separated from each other, a silencing effect can be provided over a wide range by using a speaker having a wide directivity angle.

なお、上記問題は、スピーカ部105を通常のスピーカではなくパラメトリックスピーカのような指向角度の狭いスピーカで構成することによっても解消可能である。係る手法によれば、スピーカの切り替えが不要となるので、スピーカ部の制御に関する処理負荷を小さくすることができる。   The above problem can also be solved by configuring the speaker unit 105 with a speaker having a narrow directivity angle such as a parametric speaker instead of a normal speaker. According to such a technique, since switching of the speaker is not necessary, the processing load related to the control of the speaker unit can be reduced.

上記各実施形態において説明された種々の機能部は、回路を用いることで実現されてもよい。回路は、特定の機能を実現する専用回路であってもよいし、プロセッサのような汎用回路であってもよい。   The various functional units described in the above embodiments may be realized by using a circuit. The circuit may be a dedicated circuit that realizes a specific function, or may be a general-purpose circuit such as a processor.

上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記録媒体に記憶される。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク(CD−ROM、CD−R、DVD等)、光磁気ディスク(MO等)、半導体メモリなどである。記録媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ(サーバ)上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ(クライアント)にダウンロードさせてもよい。   At least a part of the processing of each of the above embodiments can also be realized by using a general-purpose computer as basic hardware. A program for realizing the above processing may be provided by being stored in a computer-readable recording medium. The program is stored in the recording medium as an installable file or an executable file. Examples of the recording medium include a magnetic disk, an optical disk (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), a magneto-optical disk (MO, etc.), and a semiconductor memory. The recording medium may be any recording medium as long as it can store the program and can be read by the computer. The program for realizing the above processing may be stored on a computer (server) connected to a network such as the Internet and downloaded to the computer (client) via the network.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

100,400・・・消音装置
101,201・・・無線通信部
102・・・センサ部
103・・・マイクロフォン
104・・・マイクロフォン制御部
105・・・スピーカ部
106・・・スピーカ制御部
107・・・音声信号計算部
200・・・親機
202・・・空間形状計算部
203・・・物体特性計算部
204・・・目標位置計算部
205・・・音源位置計算部
206・・・伝搬シミュレーション部
100, 400 ... Silencer 101, 201 ... Wireless communication unit 102 ... Sensor unit 103 ... Microphone 104 ... Microphone control unit 105 ... Speaker unit 106 ... Speaker control unit 107 ..Audio signal calculation unit 200... Master 202... Space shape calculation unit 203... Object characteristic calculation unit 204... Target position calculation unit 205. Part

Claims (15)

目標位置に関する情報を検出する少なくとも1つのセンサと、
音源から出力される第1の音波を受け取って第1の音声信号を生成する少なくとも1つのマイクロフォンと、
複数のスピーカ部と
を具備し、
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも1つのスピーカ部が、前記第1の音波を前記目標位置において阻害する第2の音波を前記第1の音声信号に基づいて出力する、
能動消音システム。
At least one sensor for detecting information about the target position;
At least one microphone receiving a first sound wave output from a sound source and generating a first audio signal;
A plurality of speaker units,
At least one speaker unit selected based on the target position among the plurality of speaker units outputs a second sound wave that inhibits the first sound wave at the target position based on the first sound signal. To
Active silencing system.
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置からの距離が最小のスピーカ部が前記第2の音波を出力する、請求項1記載の能動消音システム。   The active silencer system according to claim 1, wherein a speaker unit having a minimum distance from the target position among the plurality of speaker units outputs the second sound wave. 前記センサが、前記音源の位置に関する情報をさらに検出し、
前記マイクロフォンのうち前記音源の位置に基づいて選択された少なくとも1つが、前記第1の音波を受け取る、
請求項1記載の能動消音システム。
The sensor further detects information about the position of the sound source;
At least one of the microphones selected based on the position of the sound source receives the first sound wave;
The active silencing system according to claim 1.
前記マイクロフォンのうち前記音源の位置からの距離が最小のマイクロフォンが、前記第1の音波を受け取る、請求項3記載の能動消音システム。   The active silencing system according to claim 3, wherein a microphone having a minimum distance from a position of the sound source among the microphones receives the first sound wave. それぞれ前記複数のスピーカ部および前記マイクロフォンのうち少なくとも1つに接続された複数の通信部をさらに具備し、
前記第1の音波を受け取るマイクロフォンに接続された通信部は、前記第2の音波を出力するスピーカ部に接続された通信部へと、前記第1の音声信号を伝送する、
請求項3記載の能動消音システム。
A plurality of communication units each connected to at least one of the plurality of speaker units and the microphone;
The communication unit connected to the microphone that receives the first sound wave transmits the first audio signal to the communication unit connected to the speaker unit that outputs the second sound wave.
The active silencing system according to claim 3.
前記センサは、前記音源の位置に関する情報と、周囲の空間の形状に関する情報とをさらに検出し、
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも1つのスピーカ部に入力される第2の音声信号は、前記第2の音波が前記目標位置において前記第1の音波の逆位相波に相当するように、前記目標位置に関する情報と、前記音源の位置に関する情報と、前記空間の形状に関する情報と、前記第1の音声信号とに基づいて計算される、
請求項1記載の能動消音システム。
The sensor further detects information about the position of the sound source and information about the shape of the surrounding space;
The second sound signal input to at least one speaker unit selected based on the target position among the plurality of speaker units is such that the second sound wave has an opposite phase of the first sound wave at the target position. Calculated based on information on the target position, information on the position of the sound source, information on the shape of the space, and the first audio signal so as to correspond to a wave,
The active silencing system according to claim 1.
前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも1つのスピーカ部に入力される第2の音声信号は、前記第1の音声信号に基づくマスキング音に対応する、請求項1記載の能動消音システム。   The second audio signal input to at least one speaker unit selected based on the target position among the plurality of speaker units corresponds to a masking sound based on the first audio signal. Active silencer system. 前記複数のスピーカ部のうち前記目標位置からの距離に基づいて選択された複数のスピーカ部が、前記第1の音声信号に基づいて前記第2の音波を個別に出力する、請求項1記載の能動消音システム。   The plurality of speaker units selected based on the distance from the target position among the plurality of speaker units individually output the second sound wave based on the first audio signal. Active silencing system. 前記センサから前記目標位置に関する情報を受信する通信部と、
前記目標位置に関する情報に基づいて前記目標位置を計算し、当該目標位置に基づいて前記第2の音波を出力するスピーカ部を選択する目標位置計算部と
を含む親機をさらに具備する、請求項1記載の能動消音システム。
A communication unit for receiving information on the target position from the sensor;
A base unit further comprising: a target position calculating unit that calculates the target position based on the information on the target position and selects a speaker unit that outputs the second sound wave based on the target position. The active silencing system according to 1.
前記目標位置に関する情報に基づいて前記目標位置を計算する目標位置計算部と、
前記音源の位置に関する情報に基づいて前記音源の位置を計算する音源位置計算部と、
前記空間の形状に関する情報に基づいて前記空間の形状を計算する空間形状計算部と、
前記空間の形状に基づいて前記空間の内部に存在する物体の特性を計算する物体特性計算部と、
前記目標位置と、前記音源の位置と、前記空間の形状と、前記物体の特性とに基づいて前記空間の内部における音波の伝搬シミュレーションを行うことによって、前記第2の音波を出力するスピーカ部に入力される第2の音声信号の計算に用いられるパラメータを作成する伝搬シミュレーション部と
前記目標位置に関する情報と、前記音源の位置に関する情報と、前記空間の形状に関する情報とを前記センサから受信し、前記第2の音波を出力するスピーカ部を備える消音装置へと前記パラメータを送信する通信部と、
を含む親機をさらに具備し、
前記消音装置は、前記第1の音声信号と前記パラメータとに基づいて前記第2の音声信号を計算する音声信号計算部をさらに含む、
請求項6記載の能動消音システム。
A target position calculation unit that calculates the target position based on information on the target position;
A sound source position calculation unit for calculating the position of the sound source based on information on the position of the sound source;
A space shape calculation unit for calculating the shape of the space based on information on the shape of the space;
An object characteristic calculator that calculates the characteristics of an object existing inside the space based on the shape of the space;
A speaker unit that outputs the second sound wave by performing a sound wave propagation simulation inside the space based on the target position, the position of the sound source, the shape of the space, and the characteristics of the object. A propagation simulation unit that creates a parameter used to calculate an input second audio signal; information about the target position; information about the position of the sound source; and information about the shape of the space; A communication unit that transmits the parameter to a silencer that includes a speaker unit that outputs the second sound wave;
Further comprising a master unit including
The silencer further includes an audio signal calculator that calculates the second audio signal based on the first audio signal and the parameter.
The active silencing system according to claim 6.
前記複数のスピーカ部の各々は指向性スピーカを含む、請求項1記載の能動消音システム。   The active silencer system according to claim 1, wherein each of the plurality of speaker units includes a directional speaker. 前記複数のスピーカ部の各々は、第1のスピーカと、前記第1のスピーカよりも指向角度の狭い第2のスピーカとを含み、
前記第2の音波を出力するスピーカ部は、当該スピーカ部に対応する目標位置と他の目標位置との間の相対的な位置関係に応じて前記第1のスピーカおよび前記第2のスピーカの一方を選択して前記第2の音波を出力する、
請求項1記載の能動消音システム。
Each of the plurality of speaker units includes a first speaker and a second speaker having a narrower directivity angle than the first speaker,
The speaker unit that outputs the second sound wave is one of the first speaker and the second speaker according to a relative positional relationship between a target position corresponding to the speaker unit and another target position. To output the second sound wave,
The active silencing system according to claim 1.
前記第2の音波を出力するスピーカ部は、当該スピーカ部を基準に前記目標位置と前記他の目標位置との成す角が閾値以下であれば前記第2のスピーカを選択し、当該角が当該閾値を超えるならば前記第1のスピーカを選択する、請求項12記載の能動消音システム。   The speaker unit that outputs the second sound wave selects the second speaker if an angle between the target position and the other target position is equal to or less than a threshold with respect to the speaker unit, and the angle is The active silencer system of claim 12, wherein the first speaker is selected if a threshold is exceeded. 少なくとも1つのセンサが、目標位置に関する情報を検出することと
少なくとも1つのマイクロフォンが、音源から出力される第1の音波を受け取って第1の音声信号を生成することと、
複数のスピーカ部のうち前記目標位置に基づいて選択された少なくとも1つのスピーカ部が、前記第1の音波を前記目標位置において阻害する第2の音波を前記第1の音声信号に基づいて出力することと、
を具備する、能動消音方法。
At least one sensor detects information about the target position; and at least one microphone receives a first sound wave output from the sound source and generates a first audio signal;
At least one speaker unit selected based on the target position among a plurality of speaker units outputs a second sound wave that inhibits the first sound wave at the target position based on the first sound signal. And
An active silencing method comprising:
コンピュータを
少なくとも1つのセンサに、目標位置に関する情報を検出させる手段、
少なくとも1つのマイクロフォンに、音源から出力される第1の音波を受け取って第1の音声信号を生成させる手段、
複数のスピーカ部のうち少なくとも1つを前記目標位置に基づいて選択されたスピーカ部に、前記第1の音波を前記目標位置において阻害する第2の音波を前記第1の音声信号に基づいて出力させる手段
として機能させる、能動消音プログラム。
Means for causing at least one sensor to detect information relating to a target position;
Means for causing at least one microphone to receive a first sound wave output from a sound source and generate a first sound signal;
Output at least one of the plurality of speaker units to the speaker unit selected based on the target position, based on the first audio signal, the second sound wave that inhibits the first sound wave at the target position. An active silencer program that functions as a means to
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