JP2020034657A - Sound collection data display system - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、音環境評価に関する技術であり、より具体的には、音環境を評価するため、複数チャンネルを有するマイクロフォンで収音したデータを解析し、その結果を効果的に可視化することができる収音データ表示システムに関するものである。 The present invention is a technique relating to sound environment evaluation. More specifically, in order to evaluate a sound environment, data collected by a microphone having a plurality of channels can be analyzed, and the result can be effectively visualized. The present invention relates to a sound collection data display system.
従来の音環境評価は、騒音レベルメーターによる測定結果を用いて行うのが主流であった。この騒音レベルメーターは1本の無指向性マイクロフォンを備えたものであり、その環境に存在する音圧レベルを測定することはできるものの、その音の音源方向(到来方向)やその音の音源種別(工事による騒音、自動車走行による音、家電製品の音など)を測定することはできない。したがって騒音対策を実施しようとする場合、騒音レベルメーターによる測定結果のみでは、騒音対策を実施すべき場所や騒音対策の程度を適切に計画することができなかった。 Conventionally, sound environment evaluation has been mainly performed by using a measurement result by a noise level meter. This noise level meter is equipped with one omnidirectional microphone and can measure the sound pressure level existing in the environment, but the sound source direction (arrival direction) of the sound and the sound source type of the sound (E.g., noise from construction, noise from driving, noise from home appliances, etc.) cannot be measured. Therefore, when implementing noise countermeasures, it was not possible to properly plan the locations where noise countermeasures should be implemented and the degree of noise countermeasures based only on the measurement results obtained with a noise level meter.
ところで、近年、音場を立体的に再現する音響技術が注目されている。オーディオエンジニアによって開発されたアンビソニックスもそのひとつであり、例えば聴取者の頭の回転に応じて音場を適宜変化させることができ、さらに映像と組み合わせることで臨場感のあるコンテンツを提供することも可能である。そのため、これまでにも種々の分野においてアンビソニックスを利用した技術が提案されており、例えば特許文献1では、アンビソニックスの技術を利用し、車内にいる複数の者それぞれに対応する音場を再現する手法について提案している。
By the way, in recent years, attention has been paid to an acoustic technique for reproducing a sound field in a three-dimensional manner. Ambisonics, developed by audio engineers, is one of them.For example, the sound field can be changed appropriately according to the rotation of the listener's head, and it is also possible to provide realistic content by combining it with video. It is possible. For this reason, technologies using ambisonics have been proposed in various fields. For example,
通常、アンビソニックスにおける収音は、方向が既知である複数の個別マイクロフォンを有する3Dマイクロフォン(アンビソニックマイクロフォンとも呼ばれる)が利用される。例えば、中心から前方左上向きの個別マイクロフォンと、前方右下向きの個別マイクロフォン、後方左下向きの個別マイクロフォン、後方右上向きの個別マイクロフォンの4つの個別マイクロフォン(つまり、正四面体の内側から各壁面に向けて配置された4つの個別マイクロフォン)によって3Dマイクロフォンを構成することができる。 Generally, sound collection in ambisonics uses a 3D microphone (also referred to as an ambisonic microphone) having a plurality of individual microphones whose directions are known. For example, four individual microphones, ie, an individual microphone pointing forward and left upward from the center, an individual microphone pointing forward and downward right, an individual microphone pointing backward and left downward, and an individual microphone pointing backward and upper right (that is, from the inside of the tetrahedron to each wall) 3D microphones can be configured by the four individual microphones arranged in different positions.
3Dマイクロフォンによって収音された記録(収音データ)を解析すれば、その音の到来方向を求めることができる。つまり、従来の音環境評価で常用されていた騒音レベルメーターでは測定できなかった音の到来方向を、3Dマイクロフォンによれば測定できるわけである。そこで、音環境評価を行うために3Dマイクロフォンによる収音データを利用することが考えられる。 If the recording (sound collection data) collected by the 3D microphone is analyzed, the arrival direction of the sound can be obtained. In other words, the arrival direction of the sound, which cannot be measured by the noise level meter commonly used in the conventional sound environment evaluation, can be measured by the 3D microphone. Therefore, it is conceivable to use sound collection data by a 3D microphone to perform sound environment evaluation.
ところが、3Dマイクロフォンを用いた音環境評価はこれまで知られていない。また、3Dマイクロフォンによる収音データを解析すれば音の到来方向を得ることができるが、音の到来方向を可視化した例はあるものの、従来手法は高価なシステムを用いるうえに直感的に音の到来方向を把握できるものではなかった。そこで、音環境評価を行うに当たって容易かつ効果的に可視化する手法の開発が望まれていた。 However, sound environment evaluation using a 3D microphone has not been known so far. The direction of arrival of the sound can be obtained by analyzing the collected sound data by the 3D microphone. However, although there are examples in which the direction of arrival of the sound is visualized, the conventional method uses an expensive system and intuitively uses the sound. It was not possible to grasp the direction of arrival. Therefore, there has been a demand for the development of a method for easily and effectively visualizing sound environment evaluation.
本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち音環境評価を行うため、3Dマイクロフォンにより得られる音の到来方向を容易かつ効果的に可視化することができる収音データ表示システムを提供することである。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, that is, to perform sound environment evaluation, and to easily and effectively visualize the arrival direction of a sound obtained by a 3D microphone, to display collected sound data. Is to provide a system.
本願発明は、受音点を中心とする基準球面を設定するとともに、この基準球面を利用してインテンシティを表現したインテンシティ分布図を作成する、という点に着目してなされたものであり、これまでにない発想に基づいて行われた発明である。 The present invention is based on the point that a reference sphere centered on a sound receiving point is set, and an intensity distribution diagram expressing intensity is created by using the reference sphere, This is an invention made based on an unprecedented idea.
本願発明の収音データ表示システムは、3Dマイクロフォンによって所定期間収音した収音データを解析するとともに、基準球面を利用してこの解析結果を表示するシステムであり、インテンシティ算出手段と単位角強度算出手段インテンシティ分布図作成手段を備えたものである。なお、ここでいう「基準球面」とは受音点を中心に所定半径で設定される球面である。インテンシティ算出手段は、収音データから収音時刻ごとの「瞬時のインテンシティ」を算出する手段であり、単位角強度算出手段は、分割領域(基準球面を複数に分割して得られる小領域)に瞬時のインテンシティを割り当てるとともに瞬時のインテンシティの音の強さをこの分割領域の立体角で除した「単位角強度」を求める手段である。またインテンシティ分布図作成手段は、基準球面に単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する手段である。 The sound collection data display system of the present invention is a system that analyzes sound collection data collected for a predetermined period by a 3D microphone, and displays the analysis result using a reference spherical surface. It is provided with calculation means intensity distribution diagram creation means. Note that the “reference sphere” here is a sphere set with a predetermined radius around the sound receiving point. The intensity calculating means is means for calculating “instantaneous intensity” for each sound collecting time from the collected sound data, and the unit angular intensity calculating means is a divided area (a small area obtained by dividing the reference spherical surface into a plurality of areas). ) Is assigned to the instantaneous intensity, and the “unit angle intensity” is obtained by dividing the sound intensity of the instantaneous intensity by the solid angle of the divided area. Further, the intensity distribution diagram creating unit is a unit that creates an “intensity distribution diagram” in which the unit angular intensity is distributed on the reference spherical surface.
本願発明の収音データ表示システムは、分割領域を基準球面に設定された緯度及び経度からなる直交座標系に変換するとともに、この直交座標系に単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成するものとすることもできる。 The sound collection data display system of the present invention converts the divided area into a rectangular coordinate system composed of latitude and longitude set on the reference spherical surface, and generates an “intensity distribution diagram” in which unit angular intensity is distributed in the rectangular coordinate system. It can also be created.
本願発明の収音データ表示システムは、到来角別強度算出手段をさらに備えたものとすることもできる。到来角別強度算出手段は、基準球面に緯度及び経度を設定するとともに、単位経度幅ごとの単位角強度である「到来角別強度」を算出する手段である。この場合、基準球面を切断する基準断面に、到来角別強度を方位ごとに分布した「インテンシティ分布図」を作成する。また到来角別強度算出手段は、指定された緯度範囲内における瞬時のインテンシティに基づいて到来角別強度を算出する手段とすることもできる。 The sound collection data display system of the present invention may further include an arrival angle-specific intensity calculation means. The angle-of-arrival-intensity calculating means is a means for setting the latitude and longitude on the reference spherical surface and calculating the “intensity-by-arrival angle” that is the unit angle intensity for each unit longitude width. In this case, an “intensity distribution diagram” is created in which the intensity at each arrival angle is distributed for each azimuth on the reference cross section that cuts the reference spherical surface. Further, the angle-of-arrival-intensity calculating means may be means for calculating the angle-of-arrival-intensity based on the instantaneous intensity within the designated latitude range.
本願発明の収音データ表示システムは、音源種別推定手段をさらに備えたものとすることもできる。音源種別推定手段は、インテンシティ及びインテンシティの音の強さの時間変化と、あらかじめ記憶された音源種別情報と、に基づいてインテンシティの音源種別を推定する手段である。なお音源種別情報には、音源種別と音の到来方向、音の強さ、音の時間変化が含まれる。この場合のインテンシティ分布図作成手段は、音源種別推定手段で音源種別が推定された瞬時のインテンシティに基づく単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する。音源種別推定手段は、インテンシティの音の強さの時間変化に加えて(あるいは代えて)、インテンシティの到来方向の時間変化に基づいてインテンシティの音源種別を推定する手段とすることもできる。 The sound collection data display system of the present invention may further include sound source type estimating means. The sound source type estimating means is a means for estimating the intensity sound source type based on the intensity and the temporal change of the intensity of the intensity sound and the sound source type information stored in advance. Note that the sound source type information includes the sound source type, the arrival direction of the sound, the sound intensity, and the time change of the sound. In this case, the intensity distribution chart creating means creates an "intensity distribution chart" in which the unit angular intensity is distributed based on the instantaneous intensity of the sound source type estimated by the sound source type estimating means. The sound source type estimating means may be a means for estimating the sound source type of the intensity based on the time change of the direction of arrival of the intensity, in addition to (or instead of) the time change of the intensity of the sound of the intensity. .
本願発明の収音データ表示システムは、特定音検出手段をさらに備えたものとすることもできる。特定音検出手段は、特定の到来方向範囲にある瞬時のインテンシティであって、音の強さがあらかじめ定めた強度閾値を上回る瞬時のインテンシティを検出する手段である。この場合のインテンシティ分布図作成手段は、特定音検出手段面で検出された瞬時のインテンシティに基づく単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する。また特定音検出手段は、さらに特定の周波数範囲を条件として所定の瞬時のインテンシティを検出する手段とすることもできる。 The sound collection data display system of the present invention may further include a specific sound detection unit. The specific sound detection means is means for detecting an instantaneous intensity in a specific arrival direction range, the instantaneous intensity having a sound intensity exceeding a predetermined intensity threshold. In this case, the intensity distribution diagram creating means creates an “intensity distribution diagram” in which the unit angular intensity is distributed based on the instantaneous intensity detected on the specific sound detecting device surface. Further, the specific sound detecting means may be a means for detecting a predetermined instantaneous intensity on the condition of a specific frequency range.
本願発明の収音データ表示システムは、インテンシティ抽出手段をさらに備えたものとすることもできる。インテンシティ抽出手段は、所定期間収音した収音データから得られる2以上の瞬時のインテンシティのうち、特定の到来方向範囲にあり、且つ音の強度があらかじめ定めた強度閾値を上回る瞬時のインテンシティを抽出する手段である。この場合のインテンシティ分布図作成手段は、インテンシティ抽出手段で抽出された瞬時のインテンシティの収音時刻におけるインテンシティ分布図を作成する。 The sound collection data display system of the present invention may further include an intensity extraction unit. The intensity extracting means includes an instantaneous intensity of a specific arrival direction range and an intensity exceeding a predetermined intensity threshold among two or more instantaneous intensities obtained from the collected sound data collected for a predetermined period. It is a means to extract the city. In this case, the intensity distribution chart creating means creates an intensity distribution chart at the instant sound pickup time of the intensity extracted by the intensity extracting means.
本願発明の収音データ表示システムは、所定時間幅における瞬時のインテンシティの音の強さである「単位時間強度」を求めるとともに、単位時間強度に基づいて単位角強度を求めるものとすることもできる。 The sound collection data display system of the present invention obtains the "unit time intensity" which is the sound intensity of the instantaneous intensity in a predetermined time width, and may obtain the unit angle intensity based on the unit time intensity. it can.
本願発明の収音データ表示システムは、周波数条件設定手段をさらに備えたものとすることもできる。周波数条件設定手段は、周波数条件を設定する手段である。この場合のインテンシティ算出手段は、周波数条件に応じて抽出された収音データに基づいて瞬時のインテンシティを算出する。 The sound collection data display system of the present invention may further include frequency condition setting means. The frequency condition setting means is a means for setting a frequency condition. In this case, the intensity calculating means calculates the instantaneous intensity based on the collected sound data extracted according to the frequency condition.
本願発明の収音データ表示システムは、時系列表示手段をさらに備えたものとすることもできる。時系列表示手段は、複数の収音時刻におけるインテンシティ分布図を収音時刻の順で連続表示する手段である。 The sound collection data display system of the present invention may further include time-series display means. The time-series display means is means for continuously displaying intensity distribution diagrams at a plurality of sound collection times in the order of the sound collection times.
本願発明の収音データ表示システムには、次のような効果がある。
(1)3Dマイクロフォンによる収音データを用いることで音の到来方向を把握することができ、しかもインテンシティ分布図によって音の到来方向と音の強さを直感的に把握することができる。この結果。適切な音環境評価を行うことができ、効果的な騒音対策を計画することができる。
(2)あらかじめ着目すべき到来方向や周波数を定めておけば、強度閾値と比較することによって特定の音(例えば、対策を要する有害な音)を検出することができる。
(3)オフィス内の天井換気やプリンタなどの音の特性(到来方向や音の強さ、これらの時間変化)を事前に把握しておけば、収音データの音源種別を推定することができ、その結果、対策すべき音を効率的に検出することができる。
The sound collection data display system of the present invention has the following effects.
(1) The direction of arrival of sound can be grasped by using sound collection data by a 3D microphone, and the direction of arrival of sound and the strength of sound can be grasped intuitively from an intensity distribution diagram. As a result. Appropriate sound environment evaluation can be performed, and effective noise countermeasures can be planned.
(2) If the arrival direction and frequency to be focused on are determined in advance, a specific sound (for example, a harmful sound requiring a countermeasure) can be detected by comparing with an intensity threshold.
(3) The sound source type of the collected sound data can be estimated by knowing in advance the characteristics of the sound of the ceiling ventilation in the office, the sound of the printer, etc. (the direction of arrival, the sound intensity, and changes over time). As a result, it is possible to efficiently detect a sound to be countered.
本願発明の収音データ表示システムの実施形態の例を図に基づいて説明する。 An example of an embodiment of a sound collection data display system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1.全体概要
本願発明の収音データ表示システムは、3Dマイクロフォンを用いて所定の期間収音した記録(以下、「収音データ」という。)を解析し、収音した位置(以下、「受音点」という。)におけるいわば音の分布図を作成するシステムである。分布図で示すことによって、受音点に対してどの方向からどの程度の大きさの音が到来しているのかを直感的に把握することができ、例えば騒音対策を行う際に効果的な防音施設を配備することができるわけである。
1. Overall Overview The sound pickup data display system of the present invention analyzes a record (hereinafter, referred to as “sound pickup data”) picked up for a predetermined period using a 3D microphone, and detects a picked up position (hereinafter, “sound receiving point”). This is a system that creates a so-called sound distribution map. By showing the distribution map, it is possible to intuitively understand from which direction and how loud the sound is coming from the sound receiving point, for example, effective soundproofing when taking noise countermeasures Facilities can be deployed.
ここで3Dマイクロフォンとは、方向が既知である複数の個別マイクロフォンを有する複数チャンネルマイクロフォンであり、例えば、中心から前方左上向きの個別マイクロフォンと、前方右下向きの個別マイクロフォン、後方左下向きの個別マイクロフォン、後方右上向きの個別マイクロフォンの4つの個別マイクロフォン(つまり、正四面体の内側から各壁面に向けて配置された4つの個別マイクロフォン)によって3Dマイクロフォンを構成することができる。3Dマイクロフォンによって収音された収音データは、個別マイクロフォンごとの情報で構成され、個別マイクロフォンの識別子(どの個別マイクロフォンで収音したものか)と収音した時刻、その音の周波数と音圧といった情報を含んでいる。 Here, the 3D microphone is a multi-channel microphone having a plurality of individual microphones whose directions are known. For example, an individual microphone pointing forward and upper left from the center, an individual microphone pointing forward and lower right, an individual microphone pointing backward and lower left, A three-dimensional microphone can be configured by four individual microphones of the individual microphones facing the upper right rear (that is, four individual microphones arranged from the inside of the regular tetrahedron toward each wall). The sound pickup data picked up by the 3D microphone is composed of information for each individual microphone, and includes an identifier of the individual microphone (which individual microphone was picked up), a time when the sound was picked up, a frequency and a sound pressure of the sound. Contains information.
図1を参照しながら本願発明の収音データ表示システムの主な構成について説明する。図1は、収音データ表示システム100の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように収音データ表示システム100は、インテンシティ算出手段103と単位角強度算出手段104、インテンシティ分布図作成手段111を含んで構成され、さらに3Dマイクロフォン101や収音データ記憶手段102、周波数条件設定手段105、単位角強度記憶手段106、特定音検出手段107、着目範囲記憶手段108、音源種別推定手段109、音特性記憶手段110、時系列表示手段112、インテンシティ抽出手段113、ディスプレイやプリンタといった出力手段を含んで構成することもできる。
The main configuration of the sound collection data display system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the sound collection
収音データ表示システム100のうちインテンシティ算出手段103と単位角強度算出手段104、周波数条件設定手段105、特定音検出手段107、音源種別推定手段109、インテンシティ分布図作成手段111、時系列表示手段112、インテンシティ抽出手段113は、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。このコンピュータ装置は、パーソナルコンピュータ(PC)や、iPad(登録商標)といったタブレット型PC、スマートフォンを含む携帯端末、あるいはPDA(Personal Data Assistance)などによって構成することができる。コンピュータ装置は、CPU等のプロセッサ、ROMやRAMといったメモリを具備しており、さらにマウスやキーボード等の入力手段やディスプレイを含むものもある。また、収音データ記憶手段102と単位角強度記憶手段106、着目範囲記憶手段108、音特性記憶手段110は、例えばデータベースサーバに構築することができ、ローカルなネットワーク(LAN:Local Area Network)に置くこともできるし、インターネット経由(つまり無線通信や有線通信)で保存するクラウドサーバとすることもできる。
In the sound collection
続いて図2を参照しながら本願発明の収音データ表示システム100の主な処理について説明する。図2は、収音データ表示システム100の主な処理の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する処理を示し、左列にはその処理に必要な入力情報を、右列にはその処理から生ずる出力情報を示している。
Subsequently, main processing of the sound collection
図2に示すように、まずは「瞬時のインテンシティ」を算出する(Step10)。具体的にはインテンシティ算出手段103が、収音データ記憶手段102から収音データを読み出すとともに、この収音データに基づいて瞬時のインテンシティを算出する。ここで算出される瞬時のインテンシティは、収音時刻ごとの結果であり、音の到来方向と音の強さからなる。 As shown in FIG. 2, first, “instantaneous intensity” is calculated (Step 10). More specifically, the intensity calculating means 103 reads out the collected sound data from the collected sound data storage means 102 and calculates the instantaneous intensity based on the collected sound data. The instantaneous intensity calculated here is a result for each sound collection time, and includes the sound arrival direction and the sound intensity.
瞬時のインテンシティが算出されると、音源種別推定手段109によって音源種別を推定することもできる(Step20)。例えば、受音点の周辺に存在する音源(工事による騒音、自動車走行による音、家電製品の音など)の特性(以下、単に「音特性」という。)を事前に把握しておけば、瞬時のインテンシティの中から既知設備に該当するものを抽出し、これにより音源種別を推定することができる。その結果、騒音対策を図る場合は、工事騒音や自動車走行音などを対策すべき音として認定するとともに、オフィス内に設置された天井換気やプリンタなどの音は対策する必要がない音として認定することができる。なおここでいう音特性には、到来方向や音の強さ、到来方向の時間変化、音の強さの時間変化といった情報が含まれる。 When the instantaneous intensity is calculated, the sound source type can be estimated by the sound source type estimating means 109 (Step 20). For example, if the characteristics (hereinafter simply referred to as “sound characteristics”) of sound sources (sounds from construction, sounds from driving a car, sounds from home electric appliances, etc.) existing around the sound receiving point are grasped in advance, instantaneous A device corresponding to a known device is extracted from among the intensities, and the sound source type can be estimated based on the extracted device. As a result, when noise reduction measures are taken, construction noise and automobile running noise are certified as sounds that need to be countermeasured, and the sounds of ceiling ventilation and printers installed in offices are recognized as sounds that need not be countermeasured. be able to. Here, the sound characteristics include information such as an arrival direction, a sound intensity, a time change of the arrival direction, and a time change of the sound intensity.
さらに、工事騒音や自動車走行音など対策が必要となりそうな音源があらかじめ把握されている場合は、特定音検出手段107によって要対策となる音(以下、「特定音」という。)を検出することもできる(Step30)。これにより騒音対策を図る場合は、あらかじめ注目した工事騒音や自動車走行音などが許容できる音の強さを超えるときにはじめて防音対策を実施すればよく、すなわち効率的な防音対策を図ることができる。 Furthermore, when a sound source such as a construction noise or a car running sound which is likely to require countermeasures is grasped in advance, the specific sound detection means 107 detects a sound requiring a countermeasure (hereinafter, referred to as a “specific sound”). (Step 30). In this way, when noise measures are to be taken, it is only necessary to implement soundproof measures when the construction noise or vehicle running sound that has been noticed in advance exceeds an allowable sound intensity, that is, efficient soundproof measures can be taken. .
瞬時のインテンシティが算出されると、この瞬時のインテンシティに基づいて単位角強度算出手段104が「単位角強度」を算出する(Step40)。ここで算出される単位角強度は、「基準球面」に設定される「分割領域」に瞬時のインテンシティを割り当て、それぞれ瞬時のインテンシティの音の強さを分割領域の立体角で除した値である。なおここでいう「基準球面」とは、受音点を中心に設定される所定半径(なおこの所定半径の大きさは、適宜設計することができる)の球面であり、「分割領域」とは、基準球面を複数に分割して得られる分割領域(いわゆるメッシュ)である。 When the instantaneous intensity is calculated, the unit angular intensity calculating means 104 calculates “unit angular intensity” based on the instantaneous intensity (Step 40). The unit angle intensity calculated here is a value obtained by assigning the instantaneous intensity to the “divided area” set in the “reference sphere” and dividing the instantaneous intensity sound intensity by the solid angle of the divided area. It is. Note that the “reference sphere” here is a sphere having a predetermined radius (the size of the predetermined radius can be appropriately designed) set around the sound receiving point. , A divided area (so-called mesh) obtained by dividing the reference spherical surface into a plurality.
単位角強度が算出されると、この単位角強度に基づいてインテンシティ分布図作成手段111が「インテンシティ分布図」を作成する(Step50)。音源種別推定手段109が音源種別を推定する場合(Step20)は、音源種別が推定された音に係る単位角強度に基づいてインテンシティ分布図を作成することもできるし、特定音検出手段107が特定音を検出する場合(Step30)は、検出された音に係る単位角強度に基づいてインテンシティ分布図を作成することもできる。インテンシティ分布図は収音時刻ごとに作成することができ、立体的に球面上に表したインテンシティ分布図(以下、「球面インテンシティ分布図」という。)と、インテンシティの分布を表す図であり、直交座標系の平面に表したインテンシティ分布図(以下、「直交座標系インテンシティ分布図」という。)、極座標系の平面に表したインテンシティ分布図(以下、「曲座標系インテンシティ分布図」という。)の3種類に分類される。
When the unit angular intensity is calculated, the intensity distribution
収音時刻ごとのインテンシティ分布図が作成されると、時系列表示手段112によってインテンシティ分布図を動画あるいはコマ送りで連続表示することもできる(Step60)。具体的には、複数の収音時刻で作成されたインテンシティ分布図を、あらかじめ設定した表示時刻ごとに収音時刻の順で連続表示する。この表示時刻は、数秒間隔や数分間隔など比較的短時間おきに設定することもできるし、時間単位や週単位、月単位など比較的長い期間で設定することもできる。 When the intensity distribution chart for each sound pickup time is created, the intensity distribution chart can be displayed continuously by moving image or frame-by-frame by the time-series display unit 112 (Step 60). Specifically, the intensity distribution chart created at a plurality of sound collection times is displayed continuously in the order of the sound collection times for each preset display time. The display time can be set at relatively short intervals such as several seconds or minutes, or can be set at a relatively long period such as hourly, weekly, or monthly.
以下、収音データ表示システム100を構成する主な要素ごとに詳しく説明する。
Hereinafter, the main components of the sound collection
2.インテンシティ算出手段
既述したとおりインテンシティ算出手段103は、収音データ記憶手段102から収音データを読み出すとともに、この収音データに基づいて収音時刻ごとのインテンシティ(以下、収音時刻ごとのインテンシティのことを「瞬時のインテンシティ」という。)を算出する手段である。なお、収音データ記憶手段102によって記憶される収音データは、3Dマイクロフォン101によって収音されたものである。通常、3Dマイクロフォン101によって収音される収音データはAフォーマットと呼ばれる形式のデータであり、インテンシティ算出手段103が処理するに当たってはAフォーマット形式の収音データをエンコーダによりBフォーマット形式に変換する。図3は、各形式の収音データを表す数式であり、(a)はAフォーマット形式を、(b)はBフォーマット形式を示している。ただしこの図は、正四面体の内側から各壁面に向けて配置された4つの個別マイクロフォンで構成された3Dマイクロフォン101のケースを示している。
2. Intensity calculating means As described above, the intensity calculating means 103 reads out the sound collecting data from the sound collecting data storage means 102 and, based on the sound collecting data, intensity for each sound collecting time (hereinafter referred to as sound collecting time). Is referred to as “instantaneous intensity”). Note that the collected sound data stored by the collected sound
Bフォーマット形式に変換された収音データをインテンシティ算出手段103が処理した結果得られる瞬時のインテンシティは、収音時刻ごとであってしかも周波数ごとの情報であり、音の到来方向と音の強さからなるベクトルである。収音時刻ごと且つ周波数ごとの音の強さを有することから、図4に示すようないわゆるスペクトログラムで瞬時のインテンシティを表すことができる。この図は、時刻を横軸、周波数を縦軸とした座標系に、各収音データの音の強さを色で表している。インテンシティの「音の到来方向」と「音の強さ」は、それぞれ図5に示すようにBフォーマット形式の収音データによって算出することができる。図5では、Bフォーマット形式の収音データに基づいてインテンシティの「音の強さ」を求める数式と、Bフォーマット形式の収音データに基づいてインテンシティの「音の到来方向」を求める数式を示している。 The instantaneous intensity obtained as a result of processing the collected sound data converted to the B format by the intensity calculation means 103 is information for each sound collecting time and for each frequency, and the arrival direction of the sound and the sound It is a vector of strength. Since there is a sound intensity for each sound collection time and for each frequency, the instantaneous intensity can be represented by a so-called spectrogram as shown in FIG. In this diagram, the sound intensity of each sound pickup data is represented by a color in a coordinate system in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. The "sound arrival direction" and "sound intensity" of the intensity can be calculated from the sound pickup data in the B format, as shown in FIG. In FIG. 5, a formula for calculating the “sound intensity” of the intensity based on the sound pickup data in the B format and a formula for calculating the “direction of arrival of the sound” of the intensity based on the sound pickup data in the B format. Is shown.
ここで、図5の数式に用いた方位角θと仰角φについて、図6を参照しながら説明する。図6(a)は受音点SPを中心とし半径rで設定された基準球面BFに任意のベクトルVCを示すモデル図であり、図6(b)は基準球面BFの赤道面(Z=0)にベクトルVCを投影した平面図、図6(c)はベクトルVCを含む鉛直面(Z軸を含む断面)にベクトルVCを投影した断面図である。方位角θは、図6(b)に示すようにあらかじめ定めた基準となる方向(この図ではX軸)とベクトルVCがなす水平角である。一方の仰角φは、図6(c)に示すようにX−Y面(あるいはZ軸)とベクトルVCがなす鉛直角である。 Here, the azimuth angle θ and the elevation angle φ used in the formula of FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a model diagram showing an arbitrary vector VC on a reference spherical surface BF set at a radius r around the sound receiving point SP, and FIG. 6B is an equatorial plane (Z = 0) of the reference spherical surface BF. ) Is a plan view in which the vector VC is projected, and FIG. 6C is a cross-sectional view in which the vector VC is projected on a vertical plane (a section including the Z axis) including the vector VC. The azimuth angle θ is a horizontal angle formed by a predetermined reference direction (X axis in this figure) and the vector VC as shown in FIG. 6B. One elevation angle φ is a vertical angle between the XY plane (or the Z axis) and the vector VC as shown in FIG. 6C.
3.単位角強度算出手段
既述したとおり単位角強度算出手段104は、瞬時のインテンシティに基づいて単位角強度を算出する手段であり、この単位角強度は瞬時のインテンシティの音の強さを分割領域の立体角で除した値である。以下、「単位角強」を算出する手順について図7を参照しながら詳しく説明する。
3. Unit Angle Intensity Calculation Unit As described above, the unit angle
図7は、基準球面BFに多数の分割領域MSを設定したモデル図である。なお便宜上、図7では一部を切断した基準球面BFを示している。この図に示す分割領域MSは、X−Y面(赤道面)と平行する複数の水平線と、両極(Z軸の上下単端)を結ぶ複数の鉛直線によって囲まれる小領域であり、つまり複数の経緯線によって囲まれた領域である。なお分割領域MSは、基準球面BFに複数の小領域が設定されるものであれば、図7に示す態様に限らず種々の分割手法によって設定することができる。 FIG. 7 is a model diagram in which a large number of divided areas MS are set on the reference spherical surface BF. For convenience, FIG. 7 shows a reference spherical surface BF partially cut. The divided region MS shown in this figure is a small region surrounded by a plurality of horizontal lines parallel to the XY plane (equatorial plane) and a plurality of vertical lines connecting both poles (upper and lower ends of the Z axis). Is an area surrounded by graticules. Note that the division area MS is not limited to the mode shown in FIG. 7 and can be set by various division methods as long as a plurality of small areas are set on the reference spherical surface BF.
分割領域MSが設定されると、インテンシティ算出手段103によって得られた瞬時のインテンシティを分割領域MSに割り当てる。具体的には図7に示すように、瞬時のインテンシティIT(つまり、音源を起点とするベクトル)が基準球面BFを通過する分割領域MSに対して、当該瞬時のインテンシティITを割り当てる。なお図7では便宜上、ひとつの瞬時のインテンシティITのみを示しているが、当然ながら収音時刻の分だけ瞬時のインテンシティITが求められており、これらすべて(あるいは所望の一部)の瞬時のインテンシティITが分割領域MSに割り当てられる。そして、瞬時のインテンシティITの音の強さを当該分割領域の立体角で除すことによって、「単位角強」が算出される。 When the divided area MS is set, the instantaneous intensity obtained by the intensity calculation means 103 is assigned to the divided area MS. Specifically, as shown in FIG. 7, the instantaneous intensity IT (that is, the vector having the sound source as a starting point) is assigned to the divided region MS passing through the reference spherical surface BF. Although FIG. 7 shows only one instantaneous intensity IT for convenience, the instantaneous intensity IT is naturally obtained only for the sound collection time, and all (or a desired part) of these instantaneous intensity IT are obtained. Is assigned to the divided area MS. Then, the “unit angle strength” is calculated by dividing the instantaneous intensity of the sound of the intensity IT by the solid angle of the divided area.
瞬時のインテンシティを分割領域MSに割り当てるにあたっては、図8に示す「到来点AP」を求めたうえで割り当てることもできる。図8は、到来点APを説明するモデル図である。この図に示すように到来点Aは、瞬時のインテンシティと基準球面BFとの交点である。この図では、受音点SPの前後方向をX軸(前方が正)とし、受音点SPの左右方向をY軸(左方が正)、受音点SPの上下方向をZ軸(上方が正)とする3軸の座標系で基準球面BFが設定されていることから、到来点APの座標は3軸座標系(X,Y,Z)で表すことができるが、これに限らず半径と角度(方位角θと仰角φ)による極座標系で表すこともできる。 In allocating the instantaneous intensity to the divided area MS, it is also possible to obtain the “arrival point AP” shown in FIG. FIG. 8 is a model diagram illustrating an arrival point AP. As shown in this figure, the arrival point A is the intersection of the instantaneous intensity and the reference spherical surface BF. In this figure, the front and rear direction of the sound receiving point SP is defined as the X axis (the front is positive), the left and right direction of the sound receiving point SP is defined as the Y axis (the left is positive), and the vertical direction of the sound receiving point SP is defined as the Z axis (upward). Since the reference spherical surface BF is set in a three-axis coordinate system in which is positive, the coordinates of the arrival point AP can be represented by a three-axis coordinate system (X, Y, Z), but is not limited thereto. It can also be represented by a polar coordinate system using a radius and an angle (azimuth angle θ and elevation angle φ).
単位角強度は、瞬時のインテンシティに基づいて求められるものであり、瞬時のインテンシティは収音時刻ごと且つ周波数ごとに求められることから、換言すれば瞬時のインテンシティは収音時刻と周波数といった情報も有しているわけである。単位角強度算出手段104によって算出された単位角強度は、これらの情報ととともに単位角強度記憶手段106に記憶される(図1)。
The unit angular intensity is obtained based on the instantaneous intensity. Since the instantaneous intensity is obtained for each sound pickup time and each frequency, in other words, the instantaneous intensity is obtained as the sound pickup time and the frequency. They also have information. The unit angle intensity calculated by the unit angle
単位角強度は、収音時刻ごとに、つまり収音時刻ごとに得られる瞬時のインテンシティに基づいて求めることもできるし、所定の時間幅(以下、「単位時間」という。)内に得られる瞬時のインテンシティに基づいて求めることもできる。この場合、所望の時間帯(開始時間〜終了時間)を指定するか、あるいはあらかじめ一定間隔(例えば、1時間や1日など)を指定することによって単位時間を設定し、その単位時間内に得られる瞬時のインテンシティの音の強さを合成(積分値や総和値)し、この合成された音の強さを分割領域MSで除すことによって単位角強度を算出するとよい。 The unit angular intensity can be obtained for each sound collection time, that is, based on the instantaneous intensity obtained for each sound collection time, or can be obtained within a predetermined time width (hereinafter, referred to as “unit time”). It can also be determined based on the instantaneous intensity. In this case, a desired time zone (start time to end time) is specified, or a unit time is set by specifying a predetermined interval (for example, one hour or one day) in advance, and the time is set within the unit time. It is preferable to calculate the unit angular intensity by synthesizing (integral value or sum value) the sound intensity of the instantaneous intensity to be obtained and dividing the synthesized sound intensity by the divided area MS.
ところで、インテンシティ分布図は単位角強度に基づいて作成されるわけであるが、場合によっては特定の周波数範囲のみに限定して、あるいは特定の周波数範囲を除いたうえで、インテンシティ分布図を作成したいこともある。この場合、オペレータが周波数条件設定手段105を用いて所望の周波数範囲を設定する(図1)。そしてインテンシティ算出手段103は、収音データのうち周波数条件設定手段105で設定された周波数範囲にある収音データを抽出し、その収音データに基づいて瞬時のインテンシティを作成する。これにより、所望の周波数範囲に該当する単位角強度が求められ、所望の周波数範囲に該当するインテンシティ分布図が作成されるわけである。 By the way, the intensity distribution chart is created based on the unit angular intensity.In some cases, the intensity distribution chart is limited to only a specific frequency range or after excluding a specific frequency range. Sometimes you want to create one. In this case, the operator sets a desired frequency range using the frequency condition setting means 105 (FIG. 1). Then, the intensity calculating means 103 extracts sound collecting data within the frequency range set by the frequency condition setting means 105 from the sound collecting data, and creates an instantaneous intensity based on the sound collecting data. As a result, a unit angular intensity corresponding to a desired frequency range is obtained, and an intensity distribution map corresponding to the desired frequency range is created.
4.インテンシティ分布図作成手段
既述したとおりインテンシティ分布図作成手段111は、単位角強度に基づいてインテンシティ分布図を作成する手段である。このインテンシティ分布図は、いわばインテンシティの強さの分布を表す図であり、球面インテンシティ分布図と、直交座標系インテンシティ分布図、極座標系インテンシティ分布図の3種類に分類される。そこで、各種のインテンシティ分布図についてそれぞれ詳しく説明する。
4. Intensity distribution chart creating means As described above, the intensity distribution chart creating means 111 is a means for creating an intensity distribution chart based on the unit angular intensity. This intensity distribution diagram is a diagram showing the distribution of intensity of intensity, so to speak, and is classified into three types: a spherical intensity distribution diagram, an orthogonal coordinate system intensity distribution diagram, and a polar coordinate system intensity distribution diagram. Therefore, various intensity distribution diagrams will be described in detail.
(球面インテンシティ分布図)
球面インテンシティ分布図は、基準球面BF上に設定された分割領域MSに対して単位角強度を付与してえられる分布図であり、いわば単位角強度の分布を立体的に表現した分布図である。なお単位角強度は、その強度(値の大小)に応じて、色相と彩度、明度の3属性からなる色モデル(例えばRGBやCMYK)で表すことができ、そのほかグレースケールなどの濃淡で表すこともできるし、あるいは色モデルと濃淡を組み合わせて表すこともできる。
(Spherical intensity distribution diagram)
The spherical intensity distribution diagram is a distribution diagram obtained by giving a unit angular intensity to the divided area MS set on the reference spherical surface BF, and is a distribution diagram expressing the distribution of the unit angular intensity in a three-dimensional manner. is there. Note that the unit angle intensity can be represented by a color model (for example, RGB or CMYK) having three attributes of hue, saturation, and lightness in accordance with the intensity (the magnitude of the value). Or a combination of a color model and shading.
(直交座標系インテンシティ分布図)
図9は、直交座標系インテンシティ分布図の一例を示すモデル図である。直交座標系インテンシティ分布図は、直交座標系の平面に単位角強度を表した分布図であり、具体的には、分割領域MSを直交座標系(基準球面BFに設定された緯度及び経度からなる座標系)に変換するとともに、座標変換した分割領域MSに対して単位角強度を付与してえられる分布図である。なお図9では、方位角θを横軸、仰角φを縦軸とした直交座標系に、単位角強度を色で表しているが、この場合も、球面インテンシティ分布図と同様、単位角強度を色モデルや濃淡、あるいはこれらの組み合わせで表すことができる。
(Intensity distribution map in rectangular coordinate system)
FIG. 9 is a model diagram showing an example of a rectangular coordinate system intensity distribution diagram. The rectangular coordinate system intensity distribution diagram is a distribution diagram in which the unit angular intensity is expressed on a plane of the rectangular coordinate system. Specifically, the divided area MS is defined by a rectangular coordinate system (from the latitude and longitude set on the reference spherical surface BF). FIG. 7 is a distribution diagram obtained by converting a coordinate system into a divided coordinate system MS and adding unit angular intensity to the divided region MS. In FIG. 9, the unit angular intensity is represented by a color in an orthogonal coordinate system in which the azimuth angle θ is the horizontal axis and the elevation angle φ is the vertical axis, but in this case also, the unit angular intensity is similar to the spherical intensity distribution diagram. Can be represented by a color model, shading, or a combination thereof.
また、直交座標系インテンシティ分布図に示す単位角強度は、点として(つまり分割領域MSごとに)表すこともできるし、任意範囲の単位角強度で表すこともできる。図10は、所定範囲(方位角θ1〜θ2,仰角φ1〜φ2)におけるインテンシティの音の強さ(ここではレベル)を求める数式である。この図に示す数式を用いて任意範囲のインテンシティの音の強さを求め、さらに当該範囲に該当する立体角で除すことによって単位角強度を求め、この単位角強度を用いて直交座標系インテンシティ分布図を作成するわけである。 Further, the unit angular intensity shown in the rectangular coordinate system intensity distribution diagram can be represented as a point (that is, for each divided region MS), or can be represented by an arbitrary range of unit angular intensity. FIG. 10 is a mathematical formula for calculating the intensity (in this case, the level) of the intensity sound in a predetermined range (azimuth angles θ 1 to θ 2 , elevation angles φ 1 to φ 2 ). Using the formula shown in this figure, the sound intensity of an intensity in an arbitrary range is obtained, and the unit angle intensity is obtained by dividing the intensity by the solid angle corresponding to the range. That is, an intensity distribution chart is created.
(極座標系インテンシティ分布図)
図11(a)は、極座標系インテンシティ分布図の一例を示すモデル図である。この図に示すように極座標系インテンシティ分布図は、半径と中心角からなる極座標系の平面に単位角強度の分布を表した分布図である。以下、図11を参照しながら極座標系インテンシティ分布図を作成する手順について詳しく説明する。
(Polar coordinate system intensity distribution map)
FIG. 11A is a model diagram showing an example of a polar coordinate system intensity distribution diagram. As shown in this figure, the polar coordinate system intensity distribution diagram is a distribution diagram showing the distribution of unit angular intensity on a plane of a polar coordinate system including a radius and a central angle. Hereinafter, a procedure for creating a polar coordinate system intensity distribution diagram will be described in detail with reference to FIG.
単位角強度算出手段104によって単位角強度が算出され、すなわち分割領域MSごとに単位角強度が得られると、到来角別強度算出手段が「到来角別強度」を算出する。この到来角別強度は、例えば図7に示す鉛直線(つまり経度線)によって囲まれる範囲内にある分割領域MS、換言すれば所定の方位間隔Δθ(以下、「単位経度幅」という。)にある分割領域MSの単位角強度を合成(積分値や総和値)した値である。このとき、図7に示す水平線(つまり緯度線)によって囲まれる所望の仰角間隔Δφ(以下、「緯度範囲」という。)を指定し、単位経度幅であって緯度範囲内にある割領域MSの単位角強度を合成して到来角別強度を求めることもできる。
When the unit angle
到来角別強度算出手段によって算出された到来角別強度を、図11(b)に示すレーダーチャートに分布することによって極座標系インテンシティ分布図が作成される。具体的には、到来角別強度が有する方位情報(方位と単位経度幅)に応じてその到来角別強度をレーダーチャートに配置し、その強度(値の大小)に応じて半径方向に伸びる領域を設定するとともに当該領域に色等を塗布することによって極座標系インテンシティ分布図を作成するわけである。この場合も、球面インテンシティ分布図や直交座標系インテンシティ分布図と同様、単位角強度を色モデルや濃淡、あるいはこれらの組み合わせで表すことができる。 A polar coordinate system intensity distribution chart is created by distributing the intensity by angle of arrival calculated by the intensity by angle of arrival calculation means on the radar chart shown in FIG. Specifically, according to the azimuth information (azimuth and unit longitude width) possessed by the angle of arrival, the intensity by angle of arrival is arranged on the radar chart, and the region extending in the radial direction according to the intensity (the magnitude of the value). Is set, and a color or the like is applied to the area to create a polar coordinate system intensity distribution map. Also in this case, similarly to the spherical intensity distribution map and the rectangular coordinate system intensity distribution map, the unit angular intensity can be represented by a color model, shading, or a combination thereof.
なお、到来角別強度を求める際の単位経度幅(あるいは単位経度幅に直交する緯度範囲)は、基準球面BFに設定する緯度と経度の向きを変更することによって適宜変更することができる。例えば図6や図8に示すX−Y−Z座標系が固定されている場合、Z−Y面を赤道面としX軸方向を緯度方向としたうえで到来角別強度を求めることもできるし、Z−X面を赤道面としY軸方向を緯度方向としたうえで到来角別強度を求めることもできるし、あるいはX−Y−Zに対して傾斜した赤道面を設定したうえで到来角別強度を求めることもできる。図12では、X−Y平面を赤道面とした場合、X−Z平面を赤道面とした場合、Y−Z平面を赤道面とした場合、それぞれの場合で到来角別の音の強さを求める数式を示しており、この音の強さを立体角で除すことによって到来角別強度を求めることができる。 Note that the unit longitude width (or the latitude range orthogonal to the unit longitude width) when obtaining the intensity for each arrival angle can be changed as appropriate by changing the latitude and longitude directions set on the reference spherical surface BF. For example, when the XYZ coordinate system shown in FIGS. 6 and 8 is fixed, it is possible to obtain the intensity for each angle of arrival after setting the ZY plane as the equator plane and the X axis direction as the latitude direction. , The ZX plane is taken as the equatorial plane, and the Y-axis direction is taken as the latitude direction, and the intensity for each angle of arrival can be obtained. Alternatively, the arrival angle after setting the equatorial plane inclined with respect to XYZ. Another strength can be obtained. In FIG. 12, when the XY plane is the equatorial plane, when the XZ plane is the equatorial plane, and when the YZ plane is the equatorial plane, in each case, the sound intensity for each angle of arrival is shown. Equations to be obtained are shown, and the intensity of each arrival angle can be obtained by dividing the intensity of this sound by the solid angle.
5.音源種別推定手段
既述したとおり音源種別推定手段109は、瞬時のインテンシティに基づいて音源種別(工事による騒音、自動車走行による音、家電製品の音など)を推定する手段である。図13は、音源種別推定手段109が音源種別を推定する処理の流れを示すフロー図である。この図に示すように瞬時のインテンシティが算出されると、音源種別推定手段109はこの瞬時のインテンシティの音特性(到来方向、音の強さ、到来方向や音の強さの時間変化)と既知設備の音特性とを照合する。より詳しくは、図1に示すように音源種別推定手段109が音特性記憶手段110から既知設備の音特性を読み出し、インテンシティ算出手段103によって算出された瞬時のインテンシティの音特性と照らし合わせる。このとき、音特性のうち瞬時のインテンシティの到来方向、音の強さ、及び音の強さの時間変化に基づいて既知設備の音特性と照らし合わせることもできるし、音特性のうち瞬時のインテンシティの到来方向、音の強さ、及び到来方向の時間変化に基づいて既知設備の音特性と照らし合わせることもできるし、音特性のうち瞬時のインテンシティの到来方向、音の強さ、到来方向の時間変化、及び音の強さの時間変化に基づいて既知設備の音特性と照らし合わせることもできる。そして、瞬時のインテンシティの音特性と既知設備の音特性が近似していれば(あるいは同一であれば)、その瞬時のインテンシティは当該既知設備を音源とするものと認定して音源種別を推定し、瞬時のインテンシティの音特性と既知設備の音特性が相違していれば、その瞬時のインテンシティは未知の音源であると認定する。
5. Sound Source Type Estimating Means As described above, the sound source type estimating means 109 is a means for estimating a sound source type (such as noise caused by construction, a sound caused by driving a car, or a sound of a home appliance) based on instantaneous intensity. FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing in which the sound source type estimating means 109 estimates the sound source type. When the instantaneous intensity is calculated as shown in this figure, the sound source type estimating means 109 determines the sound characteristics of the instantaneous intensity (the arrival direction, the sound intensity, and the time change of the arrival direction and the sound intensity). And the sound characteristics of the known equipment. More specifically, as shown in FIG. 1, the sound source
例えば、オフィス内に設置された天井換気は、受音点SPを基準とした方向(方位角と仰角)が既知であり、その音に強さや周波数も既知とすることができ、さらに音の強さの時間変化(いわば周期的な変化)も既知とすることができる。そしてこの天井換気の音特性と同一又は近似する音特性の瞬時のインテンシティが検出されれば、その瞬時のインテンシティは天井換気を音源とすると認定するわけである。もちろん天井換気に限らず、多種の既知設備の音特性を音特性記憶手段110に記憶させておき、種々の音源種別を音源種別推定手段109に推定させることもできる。
For example, ceiling ventilation installed in an office has a known direction (azimuth and elevation) with respect to the sound receiving point SP, and the intensity and frequency of the sound can be known. The time change (so-called periodic change) can be known. If an instantaneous intensity having the same or similar sound characteristics as the sound characteristics of the ceiling ventilation is detected, the instantaneous intensity is recognized as the sound source of the ceiling ventilation. Of course, not only the ceiling ventilation but also the sound characteristics of various types of known equipment can be stored in the sound
音源種別推定手段109によって音源種別が推定されると、音源種別が推定された瞬時のインテンシティのみのインテンシティ分布図を作成することもできるし、あるいは瞬時のインテンシティに係る分割領域MSを他とは異なる色や濃淡で表したインテンシティ分布図を作成することもできる。 When the sound source type is estimated by the sound source type estimating means 109, an intensity distribution map of only the instantaneous intensity at which the sound source type is estimated can be created. It is also possible to create an intensity distribution diagram represented by a different color or shade.
6.特定音検出手段
既述したとおり特定音検出手段107は、瞬時のインテンシティに基づいて特定音を検出する手段である。この場合、特定音を検出するための着目範囲と強度閾値が着目範囲記憶手段108(図1)によって記憶される。なお着目範囲とは、特定音を検出するためにあらかじめ設定した「設定到来方向範囲」を含む範囲であって、さらに「設定周波数範囲」を含んだ範囲とすることもできる。
6. Specific Sound Detection Means As described above, the specific sound detection means 107 is a means for detecting a specific sound based on instantaneous intensity. In this case, the range of interest and the intensity threshold for detecting the specific sound are stored by the range of interest storage unit 108 (FIG. 1). Note that the range of interest is a range that includes a “set arrival direction range” set in advance to detect a specific sound, and may also be a range that further includes a “set frequency range”.
図14は、特定音検出手段107が特定音を検出する処理の流れを示すフロー図である。この図に示すように瞬時のインテンシティが算出されると、その瞬時のインテンシティが設定到来方向範囲にあるか否かを判断する。具体的には、特定音検出手段107が着目範囲記憶手段108から着目範囲を読み出し、着目範囲のうちの設定到来方向範囲と瞬時のインテンシティの到来方向(あるいは到来点AP)を照らし合わせる。そして到来方向が設定到来方向範囲内にあるとき(Yes)は次の処理に進み、到来方向が設定到来方向範囲内にないとき(No)は特定音でないと認定する。ただし、着目範囲に設定周波数範囲が含まれない場合、到来方向が設定到来方向範囲内にあるとき(Yes)は、そのまま強度閾値と照らし合わせるステップに進む。
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of processing in which the specific
到来方向が設定到来方向範囲内にあると判定されると、次は着目範囲のうちの設定周波数範囲と瞬時のインテンシティの周波数を照らし合わせる。そして瞬時のインテンシティの周波数が設定周波数範囲内であるとき(Yes)は次の処理に進み、瞬時のインテンシティの周波数が設定周波数範囲外であるとき(No)は特定音でないと認定する。 If it is determined that the arrival direction is within the set arrival direction range, next, the set frequency range in the range of interest is compared with the frequency of the instantaneous intensity. When the instantaneous intensity frequency is within the set frequency range (Yes), the process proceeds to the next process. When the instantaneous intensity frequency is outside the set frequency range (No), it is determined that the sound is not a specific sound.
瞬時のインテンシティの周波数が設定周波数範囲内であると判定されると、次は強度閾値と瞬時のインテンシティの音の強さ(あるいは単位角強度)を照らし合わせる。そして瞬時のインテンシティの音の強さが強度閾値を上回るとき(Yes)は特定音として認定し、瞬時のインテンシティの音の強さが強度閾値を下回るとき(No)は特定音でないと認定する。 If it is determined that the instantaneous intensity frequency is within the set frequency range, then the intensity threshold is compared with the instantaneous intensity sound intensity (or unit angular intensity). When the intensity of the instantaneous intensity exceeds the intensity threshold (Yes), the sound is identified as a specific sound, and when the intensity of the instantaneous intensity falls below the intensity threshold (No), the sound is identified as not a specific sound. I do.
7.インテンシティ抽出手段
収音データのうちすべての収音時刻でインテンシティ分布図を作成すると、作成する計算コストがかかるうえ、確認する手間も増大する。これにより騒音対策を講じようとするときなどは、問題を発見するまでに多くの時間を要することも考えられる。そこであらかじめ注目すべき音のみを抽出したうえでインテンシティ分布図を作成すると好適である。
7. Intensity Extraction Means If an intensity distribution diagram is created at all the sound collection times in the sound collection data, the calculation cost to create it is increased, and the trouble of checking is increased. Thus, when noise measures are taken, it may take a lot of time to find a problem. Therefore, it is preferable to create an intensity distribution diagram after extracting only a noteworthy sound in advance.
インテンシティ抽出手段113は、一定期間収音した収音データから得られる2以上の瞬時のインテンシティのうち、着目すべき瞬時のインテンシティを抽出する手段である。具体的には、あらかじめ特定の到来方向範囲(以下、「抽出用到来方向範囲」という。)と強度閾値(以下、「抽出用強度閾値」という。)を定めておき、瞬時のインテンシティの到来方向が抽出用到来方向範囲内にあって、しかもその音の強さが抽出用強度閾値を上回ると、その瞬時のインテンシティを抽出する。そして、インテンシティ抽出手段113によって抽出された瞬時のインテンシティの収音時刻を選出し、ここで選出された収音時刻に係る収音データの瞬時のインテンシティによってインテンシティ分布図を作成する。なお、選出された収音時刻に係るすべての瞬時のインテンシティ(インテンシティ抽出手段113によって抽出されないものも含む)を対象としてインテンシティ分布図を作成することもできるし、選出された収音時刻に係る瞬時のインテンシティのうちインテンシティ抽出手段113によって抽出されたものを対象としてインテンシティ分布図を作成することもできる。
The
8.その他の実施例
ここまで、音の強さを分割領域MSの立体角で除した「単位角強度」を用いて「インテンシティ分布図」を作成する例について説明したが、本願発明の収音データ表示システム100は、音の強さを立体角で除すことなくそのまま「単位角強度」としたうえで、この「単位角強度」を該当する分割領域MSに付与することによって「インテンシティ分布図」を作成することもできる。
8. Other Embodiments So far, an example has been described in which an “intensity distribution map” is created using “unit angle intensity” obtained by dividing the sound intensity by the solid angle of the divided area MS. The
本願発明の収音データ表示システムは、住宅や学校、病院など騒音を受ける側の施設のほか、イベント会場や工事現場など騒音を与える側の施設にも有効に利用することができる。本願発明が、有効な騒音対策に寄与し、良好な音環境を提供し、ひいては快適な住環境を提供することを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。 The sound collection data display system of the present invention can be effectively used not only for facilities receiving noise, such as houses, schools, and hospitals, but also for facilities providing noise, such as event venues and construction sites. Considering that the present invention contributes to effective noise countermeasures, provides a good sound environment, and thus provides a comfortable living environment, it can be expected to make a great contribution not only to industrial use but also to society. An invention.
100 収音データ表示システム
101 (収音データ表示システムの)3Dマイクロフォン
102 (収音データ表示システムの)収音データ記憶手段
103 (収音データ表示システムの)インテンシティ算出手段
104 (収音データ表示システムの)単位角強度算出手段
105 (収音データ表示システムの)周波数条件設定手段
106 (収音データ表示システムの)単位角強度記憶手段
107 (収音データ表示システムの)特定音検出手段
108 (収音データ表示システムの)着目範囲記憶手段
109 (収音データ表示システムの)音源種別推定手段
110 (収音データ表示システムの)音特性記憶手段
111 (収音データ表示システムの)インテンシティ分布図作成手段
112 (収音データ表示システムの)時系列表示手段
113 (収音データ表示システムの)インテンシティ抽出手段
AP 到来点
BF 基準球面
SP 受音点
MS 分割領域
IT 瞬時のインテンシティ
Claims (12)
前記基準球面は、受音点を中心に所定半径で設定される球面であり、
前記収音データから、収音時刻ごとの瞬時のインテンシティを算出するインテンシティ算出手段と、
前記基準球面を複数に分割して得られる分割領域に前記瞬時のインテンシティを割り当てるとともに、該瞬時のインテンシティの音の強さを該分割領域の立体角で除した「単位角強度」を求める単位角強度算出手段と、
前記基準球面に前記単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成するインテンシティ分布図作成手段と、
を備えたことを特徴とする収音データ表示システム。 A sound collection data display system for analyzing sound collection data collected for a predetermined period by a 3D microphone and displaying an analysis result using a reference spherical surface,
The reference spherical surface is a spherical surface set at a predetermined radius around the sound receiving point,
From the sound pickup data, intensity calculation means for calculating an instantaneous intensity for each sound pickup time,
The instantaneous intensity is assigned to a divided region obtained by dividing the reference spherical surface into a plurality, and a “unit angular intensity” is obtained by dividing the instantaneous intensity sound intensity by the solid angle of the divided region. Unit angle intensity calculation means,
Intensity distribution diagram creating means for creating an `` intensity distribution diagram '' in which the unit angular intensity is distributed on the reference spherical surface,
A sound pickup data display system comprising:
前記基準球面は、受音点を中心に所定半径で設定される球面であり、
前記収音データから、収音時刻ごとの瞬時のインテンシティを算出するインテンシティ算出手段と、
前記基準球面を複数に分割して得られる分割領域に前記瞬時のインテンシティを割り当てるとともに、該瞬時のインテンシティの音の強さを該分割領域の立体角で除した「単位角強度」を求める単位角強度算出手段と、
前記分割領域を、前記基準球面に設定された緯度及び経度からなる直交座標系に変換するとともに、該直交座標系に前記単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成するインテンシティ分布図作成手段と、
を備えたことを特徴とする収音データ表示システム。 A sound collection data display system for analyzing sound collection data collected for a predetermined period by a 3D microphone and displaying an analysis result using a reference spherical surface,
The reference spherical surface is a spherical surface set at a predetermined radius around the sound receiving point,
From the sound pickup data, intensity calculation means for calculating an instantaneous intensity for each sound pickup time,
The instantaneous intensity is assigned to a divided region obtained by dividing the reference spherical surface into a plurality, and a “unit angular intensity” is obtained by dividing the instantaneous intensity sound intensity by the solid angle of the divided region. Unit angle intensity calculation means,
The intensity distribution map for converting the divided area into a rectangular coordinate system composed of latitude and longitude set on the reference spherical surface and creating an “intensity distribution map” in which the unit angular intensity is distributed in the rectangular coordinate system. Creation means,
A sound collection data display system comprising:
前記基準球面は、受音点を中心に所定半径で設定される球面であり、
前記収音データから、収音時刻ごとの瞬時のインテンシティを算出するインテンシティ算出手段と、
前記基準球面を複数に分割して得られる分割領域に前記瞬時のインテンシティを割り当てるとともに、該瞬時のインテンシティの音の強さを該分割領域の立体角で除した「単位角強度」を求める単位角強度算出手段と、
前記基準球面に緯度及び経度を設定するとともに、単位経度幅ごとの前記単位角強度である「到来角別強度」を算出する到来角別強度算出手段と、
前記基準球面を切断する基準断面に、前記到来角別強度を方位ごとに分布した「インテンシティ分布図」を作成するインテンシティ分布図作成手段と、
を備えたことを特徴とする収音データ表示システム。 A sound collection data display system for analyzing sound collection data collected for a predetermined period by a 3D microphone and displaying an analysis result using a reference spherical surface,
The reference spherical surface is a spherical surface set at a predetermined radius around the sound receiving point,
From the sound pickup data, intensity calculation means for calculating an instantaneous intensity for each sound pickup time,
The instantaneous intensity is assigned to a divided region obtained by dividing the reference spherical surface into a plurality, and a “unit angular intensity” is obtained by dividing the instantaneous intensity sound intensity by the solid angle of the divided region. Unit angle intensity calculation means,
While setting the latitude and longitude on the reference spherical surface, the angle-of-arrival intensity calculation means for calculating `` intensity by angle of arrival '' that is the unit angle intensity for each unit longitude width,
Intensity distribution diagram creating means for creating an `` intensity distribution diagram '' in which the intensity at each arrival angle is distributed for each azimuth on a reference cross section that cuts the reference spherical surface,
A sound pickup data display system comprising:
ことを特徴とする請求項3記載の収音データ表示システム。 The angle-of-arrival-intensity calculating means calculates the angle-of-arrival-intensity based on the instantaneous intensity within a designated latitude range,
The sound collection data display system according to claim 3, wherein:
前記音源種別情報には、音源種別、音の到来方向、音の強さ、及び音の時間変化が含まれ、
前記インテンシティ分布図作成手段は、前記音源種別推定手段で音源種別が推定された前記瞬時のインテンシティに基づく前記単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の収音データ表示システム。 Sound intensity type estimating means for estimating the sound source type of the intensity based on the intensity and the time change of the sound intensity of the intensity, and the sound source type information stored in advance, further comprising:
The sound source type information includes a sound source type, a sound arrival direction, a sound intensity, and a time change of the sound,
The intensity distribution diagram creating unit creates an `` intensity distribution diagram '' that distributes the unit angular intensity based on the instantaneous intensity estimated by the sound source type by the sound source type estimating unit,
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記音源種別情報には、音源種別、音の到来方向、音の強さ、及び到来方向の時間変化が含まれ、
前記インテンシティ分布図作成手段は、前記音源種別推定手段で音源種別が推定された前記瞬時のインテンシティに基づく前記単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の収音データ表示システム。 A sound source type estimating means for estimating the sound source type of the intensity based on the intensity and the time change of the direction of arrival of the intensity, and the sound source type information stored in advance,
The sound source type information includes a sound source type, a sound arrival direction, a sound intensity, and a time change of the arrival direction,
The intensity distribution diagram creating unit creates an `` intensity distribution diagram '' that distributes the unit angular intensity based on the instantaneous intensity estimated by the sound source type by the sound source type estimating unit,
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記インテンシティ分布図作成手段は、前記特定音検出手段面で検出された前記瞬時のインテンシティに基づく前記単位角強度を分布した「インテンシティ分布図」を作成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の収音データ表示システム。 Specific sound detection means for detecting the instantaneous intensity in the specific arrival direction range, wherein the intensity of the sound exceeds a predetermined intensity threshold,
The intensity distribution map creating means creates an `` intensity distribution map '' that distributes the unit angular intensity based on the instantaneous intensity detected on the specific sound detecting means surface,
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 6, wherein:
ことを特徴とする請求項7記載の収音データ表示システム。 The specific sound detection means further detects the instantaneous intensity in a specific frequency range,
The sound collection data display system according to claim 7, wherein:
前記インテンシティ分布図作成手段は、前記インテンシティ抽出手段で抽出された前記瞬時のインテンシティの収音時刻におけるインテンシティ分布図を作成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の収音データ表示システム。 From the two or more instantaneous intensities obtained from the collected sound data collected for a predetermined period, the instantaneous intensity in a specific arrival direction range and in which the sound intensity exceeds a predetermined intensity threshold is extracted. Further comprising an intensity extraction means,
The intensity distribution diagram creating unit creates an intensity distribution diagram at the sound collection time of the instantaneous intensity extracted by the intensity extracting unit,
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 8, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の収音データ表示システム。 The unit angle intensity calculation means obtains a `` unit time intensity '' which is a sound intensity of the instantaneous intensity in a predetermined time width, and obtains the unit angle intensity based on the unit time intensity.
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 9, wherein:
前記インテンシティ算出手段は、前記周波数条件に応じて抽出された前記収音データに基づいて前記瞬時のインテンシティを算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の収音データ表示システム。 Frequency condition setting means for setting a frequency condition,
The intensity calculating means calculates the instantaneous intensity based on the sound collection data extracted according to the frequency condition,
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 10, wherein:
さらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の収音データ表示システム。 A time-series display unit that continuously displays the intensity distribution diagram at a plurality of sound collection times in the order of the sound collection times;
The sound collection data display system according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
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JP2021152573A (en) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 株式会社 日立産業制御ソリューションズ | Acoustic analysis support system and acoustic analysis support method |
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- 2018-08-28 JP JP2018159642A patent/JP7184272B2/en active Active
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