JP2022033205A - Processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば音響空間内に放射された音の流れを視覚的に把握するための演算を行う演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体の技術分野に関する。 The present invention relates to, for example, an arithmetic unit and an arithmetic method for visually grasping the flow of sound radiated in an acoustic space, and a technical field of a computer program and a recording medium.
音の定位方向を知る手段として、音響空間内に放射された音の流れを視覚的に把握するという技術が知られている。例えば特許文献1及び2では、複数の検出点における音圧や粒子速度から放射エネルギー方向を演算するという技術が開示されている。
As a means of knowing the localization direction of sound, a technique of visually grasping the flow of sound radiated in an acoustic space is known. For example,
しかしながら、上述した特許文献1及び2に記載された技術では、音を検出するマイクロフォン等の装置に高い感度が要求されてしまう。このため、音の流れを検出するためには、例えば専用のツールを用いることが前提となってしまい、例えばコストの増大等の技術的問題点が生ずる。
However, in the techniques described in
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能な演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを課題とする。 The above-mentioned problems are given as an example of the problems to be solved by the present invention. An object of the present invention is to provide an arithmetic unit and an arithmetic method capable of suitably detecting a flow of sound radiated in an acoustic space, and a computer program and a recording medium.
上記課題を解決する演算装置は、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出手段と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段とを備える。 The arithmetic unit that solves the above-mentioned problems propagates the sound from the sound source based on the sound detection means that detects the sound from the sound source at at least two places and the time when the sound is detected at each of the at least two places. It is provided with an arithmetic means for executing an arithmetic related to the propagation direction.
上記課題を解決する演算方法は、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とを備える。 The calculation method for solving the above problems is a sound detection step of detecting a sound from a sound source at at least two places, and the sound propagates from the sound source based on the time when the sound is detected at each of the at least two places. It includes a calculation process for executing operations related to the propagation direction.
上記課題を解決するコンピュータプログラムは、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とをコンピュータに実行させる。 A computer program that solves the above problems propagates the sound from the sound source based on a sound detection step of detecting the sound from the sound source at at least two places and the time when the sound is detected at each of the at least two places. Have the computer perform an arithmetic process that executes operations related to the propagation direction.
上記課題を解決する記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。 The computer program described above is recorded as a recording medium for solving the above problems.
<1>
本実施形態に係る演算装置は、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出手段と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段とを備える。
<1>
In the arithmetic unit according to the present embodiment, the sound propagates from the sound source based on the sound detection means for detecting the sound from the sound source at at least two places and the time when the sound is detected at each of the at least two places. It is provided with an arithmetic means for executing an arithmetic related to the propagation direction.
本実施形態の演算装置によれば、その動作時には、例えばスピーカ等の音源から放射される音が、音検出手段において検出される。本実施形態に係る音検出手段は、少なくとも2箇所において音を検出することが可能に構成されている。具体的には、例えば異なる位置に配置された2つ以上の音検出器(例えば、マイクロフォン等)から得られた音を示す信号を夫々取得可能に構成されている。 According to the arithmetic unit of the present embodiment, during its operation, a sound radiated from a sound source such as a speaker is detected by the sound detection means. The sound detecting means according to the present embodiment is configured to be able to detect sound at at least two places. Specifically, for example, it is configured to be able to acquire signals indicating sounds obtained from two or more sound detectors (for example, a microphone or the like) arranged at different positions.
音検出手段で検出された音は、演算手段における演算に用いられる。本実施形態に係る演算手段は、少なくとも2箇所で音を検出した時間に基づいて、音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する。なお、ここでの「伝播方向に関連する演算」とは、音の伝播方向を直接的に示すデータの演算を意味するだけでなく、音の伝播方向を含むデータや検出位置における音圧や位相等の演算を含む趣旨である。演算手段は、例えば一の箇所で音が検出された時間と、他の箇所で音が検出された時間との差分に基づいて、音源から放射された音がどのような方向に伝播しているのかを演算する。 The sound detected by the sound detection means is used for the calculation in the calculation means. The calculation means according to the present embodiment executes a calculation related to the propagation direction in which the sound propagates from the sound source, based on the time when the sound is detected at at least two places. The "calculation related to the propagation direction" here means not only the calculation of the data that directly indicates the propagation direction of the sound, but also the data including the propagation direction of the sound and the sound pressure and phase at the detection position. The purpose is to include operations such as. In the calculation means, for example, the sound radiated from the sound source propagates in what direction based on the difference between the time when the sound is detected in one place and the time when the sound is detected in the other place. Is calculated.
上述した構成によれば、相異なる箇所で音が検出された時間を利用して伝播方向を演算できる(言い換えれば、音が各箇所で検出された時間さえ正確に知ることができれば伝播方向を演算できる)ため、例えば音圧や粒子速度を利用して伝播方向を検出する場合と比べて、音検出器に高い感度が求められない。よって、高価な音検出器を利用せずとも、簡単な処理で精度良く音の伝播方向を知ることができる。 According to the above configuration, the propagation direction can be calculated by using the time when the sound is detected at different points (in other words, the propagation direction is calculated if even the time when the sound is detected at each place can be accurately known. Therefore, the sound detector is not required to have higher sensitivity than the case where the propagation direction is detected by using, for example, sound pressure or particle velocity. Therefore, the sound propagation direction can be accurately known by a simple process without using an expensive sound detector.
以上説明したように、本実施形態に係る演算装置によれば、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。 As described above, according to the arithmetic unit according to the present embodiment, it is possible to suitably detect the flow of sound radiated in the acoustic space.
<2>
本実施形態に係る演算装置の一態様では、前記音検出手段は、基準位置と、該基準位置の周辺に位置する少なくとも1箇所の周辺位置とで夫々前記音を検出し、前記演算手段は、前記基準位置と前記周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行する。
<2>
In one aspect of the arithmetic unit according to the present embodiment, the sound detecting means detects the sound at a reference position and at least one peripheral position located around the reference position, and the arithmetic means comprises the sound. Based on the time difference between the reference position and the peripheral position where the sound is detected, the calculation related to the propagation direction at the reference position is executed.
この態様によれば、音検出手段により、基準位置と少なくとも1箇所の周辺位置とで音が検出される。基準位置及び周辺位置で音が検出されると、演算手段では、基準位置で音が検出された時間と、周辺位置で音が検出された時間との時間差が演算される。そして、演算手段では更に、演算された時間差に基づいて、基準位置における音の伝播方向に関連する演算が実行される。 According to this aspect, the sound detection means detects sound at a reference position and at least one peripheral position. When the sound is detected at the reference position and the peripheral position, the calculation means calculates the time difference between the time when the sound is detected at the reference position and the time when the sound is detected at the peripheral position. Then, the calculation means further executes a calculation related to the sound propagation direction at the reference position based on the calculated time difference.
上述した構成によれば、基準位置と周辺位置との検出時間の差分に基づいて、基準位置における音の伝播方向を検出することができる。なお、周辺位置が2箇所以上設定されている場合には、基準位置で音が検出された時間との時間差は、周辺位置毎に演算されることになる。この場合には、例えば周辺位置毎の時間差ベクトルを合成して用いればよい。周辺位置の数を増加させることで、伝播方向をより正確に検出することが可能となる。 According to the above-described configuration, the sound propagation direction at the reference position can be detected based on the difference in the detection time between the reference position and the peripheral position. When two or more peripheral positions are set, the time difference from the time when the sound is detected at the reference position is calculated for each peripheral position. In this case, for example, the time difference vectors for each peripheral position may be combined and used. By increasing the number of peripheral positions, it becomes possible to detect the propagation direction more accurately.
<3>
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では前記音検出手段は、前記基準位置と、該基準位置と同一平面上の周辺位置である第1周辺位置及び第2周辺位置と、前記同一平面上でない周辺位置である第3周辺位置とで夫々音を検出し、前記演算手段は、前記基準位置と、前記第1周辺位置、前記第2周辺位置及び前記第3周辺位置とで前記音を検出した時間差に基づいて、前記基準位置における3次元の前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。
<3>
As described above, in the embodiment in which the sound is detected at the reference position and the peripheral position, the sound detecting means includes the reference position, the first peripheral position and the second peripheral position which are peripheral positions on the same plane as the reference position, and the second peripheral position. Sound is detected at the third peripheral position, which is a peripheral position that is not on the same plane, and the calculation means is at the reference position, the first peripheral position, the second peripheral position, and the third peripheral position. Based on the time difference at which the sound is detected, an operation related to the propagation direction in three dimensions at the reference position may be performed.
この場合、音検出手段により、基準位置と、第1、第2及び第3周辺位置とで音が検出される。第1周辺位置及び第2周辺位置は、基準位置と同一平面上に位置する周辺位置である。一方、第3周辺位置は、第1及び第2周辺位置が位置する平面と同一平面上に位置しない周辺位置である。なお、周辺位置は、第1、第2及び第3周辺位置以外に設定されていてもよく、他の周辺位置で音が検出された時間を後述の演算に利用することもできる。 In this case, the sound detection means detects the sound at the reference position and the first, second, and third peripheral positions. The first peripheral position and the second peripheral position are peripheral positions located on the same plane as the reference position. On the other hand, the third peripheral position is a peripheral position that is not located on the same plane as the plane on which the first and second peripheral positions are located. The peripheral position may be set to other than the first, second, and third peripheral positions, and the time when the sound is detected at the other peripheral positions can be used for the calculation described later.
基準位置、第1、第2及び第3周辺位置で音が検出されると、演算手段では、基準位置で音が検出された時間と、第1、第2及び第3周辺位置で音が検出された時間との時間差が演算される。そして、演算手段では更に、演算された時間差に基づいて、基準位置における音の伝播方向に関連する演算が実行される。ここで本態様では特に、上述したように、第1及び第2周辺位置は、基準位置と同一平面上に位置する周辺位置として、第3周辺位置は、第1及び第2周辺位置が位置する平面と同一平面上に位置しない周辺位置として設定されている。このため、演算手段は少なくとも相異なる3方向に関する時間差を演算でき、その結果として3次元での音の伝播方向に関する演算を実行することができる。 When the sound is detected at the reference position, the first, second, and third peripheral positions, the calculation means detects the sound at the reference position and the sound is detected at the first, second, and third peripheral positions. The time difference from the set time is calculated. Then, the calculation means further executes a calculation related to the sound propagation direction at the reference position based on the calculated time difference. Here, in this embodiment, in particular, as described above, the first and second peripheral positions are the peripheral positions located on the same plane as the reference position, and the third peripheral position is the first and second peripheral positions. It is set as a peripheral position that is not located on the same plane as the plane. Therefore, the calculation means can calculate the time difference in at least three different directions, and as a result, can execute the calculation in relation to the sound propagation direction in three dimensions.
<4>
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号の第1ピーク又は最大値の時間差に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。
<4>
In the embodiment in which the sound is detected between the reference position and the peripheral position as described above, the calculation means is based on the time difference between the first peak or the maximum value of the signal indicating the sound detected at each of the reference position and the peripheral position. Then, the operation related to the propagation direction at the reference position may be executed.
この場合、第1ピーク(即ち、検出を開始してから最初に検出されるピーク)又は最大値によって基準位置と周辺位置とでの音の検出時間が比較される。従って、検出された音を示す信号に複数のピークが存在するような場合であっても、正確に検出時間の差分を演算できる。 In this case, the sound detection time at the reference position and the peripheral position is compared by the first peak (that is, the peak detected first after the detection is started) or the maximum value. Therefore, even when a plurality of peaks are present in the signal indicating the detected sound, the difference in the detection time can be calculated accurately.
<5>
上述の如く基準位置と周辺位置とで音を検出する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置の各々で検出した前記音を示す信号に、所望の周波数に対応する正弦波を畳み込み演算し、前記基準位置における前記所望の周波数を有する音の前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。
<5>
In the embodiment in which the sound is detected at the reference position and the peripheral position as described above, the calculation means applies a sine wave corresponding to a desired frequency to the signal indicating the sound detected at each of the reference position and the peripheral position. A convolution operation may be performed to perform an operation related to the propagation direction of a sound having the desired frequency at the reference position.
この場合、予め所望の周波数に対応する正弦波を畳み込み演算しておくことにより、所望の周波数を有する音についての伝播方向に関連する演算が容易となる。具体的には、畳み込み演算により、音検出手段で検出された音のうち、所望の周波数を有する音に対応する信号のピークが顕著に現れる。よって、例えばピーク位置の差分を利用した伝播方向の算出が容易となる。 In this case, by convolving the sine wave corresponding to the desired frequency in advance, the calculation related to the propagation direction of the sound having the desired frequency becomes easy. Specifically, among the sounds detected by the sound detection means by the convolution calculation, the peak of the signal corresponding to the sound having a desired frequency appears remarkably. Therefore, for example, it becomes easy to calculate the propagation direction using the difference in the peak positions.
<6>
上述の如く所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算を実行する態様では、前記演算手段は、前記基準位置及び前記周辺位置で前記音を検出した時間差の所定期間の平均値に基づいて、前記基準位置における前記伝播方向に関連する演算を実行してもよい。
<6>
In the embodiment of performing the sine wave convolution calculation corresponding to the desired frequency as described above, the calculation means is based on the average value of the time difference in which the sound is detected at the reference position and the peripheral position for a predetermined period. Operations related to the propagation direction at the reference position may be performed.
この場合、音を検出した時間差は、所定期間に(即ち、複数のピークを利用して)複数回演算される。そして、複数の時間差の平均値に基づいて、伝播方向に関連する演算が実行される。このようにすれば、時間差について1つの第1ピーク又は最大値を用いる場合、空間に放射された音の過渡的な伝搬方向を演算することができるのに対し、空間に放射された音の定常的な音の伝搬方向を演算することができる。 In this case, the time difference at which the sound is detected is calculated a plurality of times in a predetermined period (that is, using a plurality of peaks). Then, the operation related to the propagation direction is executed based on the average value of the plurality of time differences. In this way, when one first peak or maximum value is used for the time difference, the transient propagation direction of the sound radiated into the space can be calculated, whereas the stationary sound radiated into the space can be calculated. Sound propagation direction can be calculated.
<7>
本実施形態に係る演算装置の他の態様では、前記演算手段は、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に加えて、前記少なくとも2箇所の各々で検出した前記音の音圧に基づいて、前記伝播方向に関連する演算を実行する。
<7>
In another aspect of the arithmetic unit according to the present embodiment, the arithmetic means measures the sound pressure of the sound detected at each of the at least two locations in addition to the time when the sound is detected at each of the at least two locations. Based on this, the operation related to the propagation direction is executed.
この態様によれば、音が検出される時間差に加えて、検出された音の音圧(振幅)が演算に利用される。よって、音の伝播方向に加えて音の大きさを知ることが可能となり、伝播方向に関する情報を、伝播方向及び音の大きさを含む情報として算出することができる。このため、例えば伝播方向に関する情報を視覚化する場合等において、より適切な表示が可能となる。 According to this aspect, in addition to the time difference in which the sound is detected, the sound pressure (amplitude) of the detected sound is used in the calculation. Therefore, it is possible to know the loudness of the sound in addition to the propagation direction of the sound, and the information regarding the propagation direction can be calculated as the information including the propagation direction and the loudness of the sound. Therefore, for example, when visualizing information regarding the propagation direction, more appropriate display becomes possible.
<8>
本実施形態に係る演算装置の他の態様では、前記演算手段による演算結果に応じて、前記伝播方向を表示する表示手段を更に備える。
<8>
In another aspect of the arithmetic unit according to the present embodiment, the display means for displaying the propagation direction is further provided according to the calculation result by the arithmetic means.
この態様によれば、演算手段によって演算された伝播方向を視覚的に把握することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to visually grasp the propagation direction calculated by the calculation means.
<9>
上述の如く表示手段を更に備える態様では、前記表示手段は、前記伝播方向をベクトル表示してもよい。
<9>
In the embodiment further provided with the display means as described above, the display means may display the propagation direction as a vector.
この場合、伝播方向がベクトル表示されるため、より直感的に音の流れを把握することが可能となる。 In this case, since the propagation direction is displayed as a vector, it is possible to grasp the sound flow more intuitively.
<10>
本実施形態に係る演算方法は、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とを備える。
<10>
In the calculation method according to the present embodiment, the sound propagates from the sound source based on the sound detection step of detecting the sound from the sound source at at least two places and the time when the sound is detected at each of the at least two places. It includes a calculation process for executing operations related to the propagation direction.
本実施形態に係る演算方法によれば、上述した演算装置と同様に、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。 According to the calculation method according to the present embodiment, it is possible to suitably detect the flow of sound radiated in the acoustic space, similarly to the above-mentioned calculation device.
なお、本実施形態に係る演算方法においても、上述した本実施形態に係る演算装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。 In the calculation method according to the present embodiment, it is possible to adopt the same various aspects as those in the above-mentioned arithmetic unit according to the present embodiment.
<11>
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、音源からの音を少なくとも2箇所で検出する音検出工程と、前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算工程とをコンピュータに実行させる。
<11>
In the computer program according to the present embodiment, the sound propagates from the sound source based on the sound detection step of detecting the sound from the sound source at at least two places and the time when the sound is detected at each of the at least two places. Have the computer perform an arithmetic process that executes operations related to the propagation direction.
本実施形態に係るコンピュータプログラムによれば、上述した演算装置及び演算方法と同様に、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。 According to the computer program according to the present embodiment, it is possible to suitably detect the flow of sound radiated in the acoustic space in the same manner as the arithmetic unit and the arithmetic method described above.
なお、本実施形態に係るコンピュータプログラムにおいても、上述した本実施形態に係る演算装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。 It should be noted that the computer program according to the present embodiment can also adopt various embodiments similar to the various embodiments in the arithmetic unit according to the above-described embodiment.
<12>
本実施形態に係る記録媒体は、上述した本実施形態に係るコンピュータプログラムが記録されている。
<12>
As the recording medium according to the present embodiment, the computer program according to the above-described embodiment is recorded.
本実施形態に係る記録媒体によれば、記録されたコンピュータプログラムを実行することにより、音響空間内に放射された音の流れを好適に検出することが可能である。 According to the recording medium according to the present embodiment, it is possible to suitably detect the flow of sound radiated in the acoustic space by executing the recorded computer program.
以下では、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施例>
初めに、図1を参照しながら、第1実施例に係る演算装置100の構成について説明する。ここに図1は、第1実施例に係る演算装置の全体構成を示す概略図である。
<First Example>
First, the configuration of the
図1において、第1実施例に係る演算装置100は、主な構成要素として、音検出部110及び演算部120を備えて構成されている。
In FIG. 1, the
音検出部110は、本発明の「音検出手段」の一例であり、接続された基準マイク210及び周辺マイク220において検出された音を示す信号を入力とする。なお、基準マイク210及び周辺マイク220は、例えば一般的なマイクロフォン等として構成されており、音源300から放射された音を検出する。音検出部110は、入力された信号(即ち、基準マイク210で検出された音を示す信号(以下、適宜「基準マイク信号」と称する)及び周辺マイク220で検出された音を示す信号(以下、適宜「周辺マイク信号」と称する))を直接、或いは各種処理を施して、演算部120に出力可能に構成されている。
The
演算部120は、本発明の「演算手段」の一例であり、時間差算出部121及び伝播方向算出部122を備えている。時間差算出部121は、音検出部110から入力された基準マイク信号及び周辺マイク信号を比較して、基準マイク210及び周辺マイク220において音が検出された時間差を算出し、伝播方向算出部122に出力する。伝播方向算出部122は、時間差算出部121で算出された時間差に基づいて、音源300から放射された音の伝播方向を算出する。演算部120は、算出した音の伝播方向を示すデータを、表示部400に出力可能に構成されている。
The
表示部400は、本発明の「表示手段」の一例であり、例えば液晶モニタ等のディスプレイとして構成されている。表示部400は、演算部120で算出された音の伝播方向を視覚的に把握可能な態様で表示可能とされている。
The
次に、第1実施例に係る演算装置100の動作について、図2から図5を参照して説明する。ここに図2及び図4は夫々、第1実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図である。また図3及び図5は夫々、第1実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフである。
Next, the operation of the
図2に示すように、原点を基準にしてX方向で見た場合に、基準マイク210が周辺マイク220より原点に近い位置に配置されており、原点より後方に配置された音源300からの音がX方向の正方向に放射されている場合を考える。この場合、音源300から放射された音は、先ず基準マイク210において検出され、その後に周辺マイク220に検出されることになると考えられる。
As shown in FIG. 2, when viewed in the X direction with respect to the origin, the
ここで図3に示すように、音検出部110において、基準マイク信号及び周辺マイク信号が図に示すようなものとして検出されたとする。この場合、時間差算出部121は、原点に対して遠方に配置されたマイクから近傍に配置されたマイクの時間差を算出する。具体的には、原点に対して遠方に配置された周辺マイク信号の最大値が検出された時刻T1から、原点に対して近傍に配置された基準マイク信号の最大値が検出された時刻T0の時間差を算出する。なお、時間差算出部121は、最大値に代えて第1ピーク等の他のピークを比較することで時間差を算出してもよい。
Here, as shown in FIG. 3, it is assumed that the reference microphone signal and the peripheral microphone signal are detected by the
図3の信号から算出された時間差は、T1-T0>0となる。この結果、基準マイク210が配置されている基準位置での音の伝播方向は、伝播方向算出部122により、図2に示す伝播方向ベクトルD1として算出される。即ち、音の伝播方向は、X方向で見た場合の正方向として算出される。
The time difference calculated from the signal of FIG. 3 is T1-T0> 0. As a result, the propagation direction of the sound at the reference position where the
他方、図4に示すように、原点を基準にしてX方向で見た場合に、基準マイク210が周辺マイク220より原点に近い位置に配置されており、周辺マイク220より原点から離れて配置された音源300からの音がX方向の負方向に放射されている場合を考える。この場合、音源300から放射された音は、先ず周辺マイク220において検出され、その後に基準マイク210に検出されることになると考えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when viewed in the X direction with respect to the origin, the
ここで図5に示すように、音検出部110において、基準マイク信号及び周辺マイク信号が図に示すようなものとして検出されたとする。この場合、時間差算出部121は、原点に対して遠方に配置された周辺マイク信号の最大値が検出された時刻T1から、原点に対して近傍に配置された基準マイク信号の最大値が検出された時刻T0の時間差を算出する。すると算出された時間差は、T1-T0<0となる。この結果、基準マイク210が配置されている基準位置での音の伝播方向は、伝播方向算出部122により、図4に示す伝播方向ベクトルD2として算出される。即ち、音の伝播方向は、X方向で見た場合の負方向として算出される。
Here, as shown in FIG. 5, it is assumed that the reference microphone signal and the peripheral microphone signal are detected by the
以上説明したように、第1実施例に係る演算装置100によれば、基準マイク210で音が検出される時間と、周辺マイク220で音が検出される時間との差分を利用して、音の伝播方向を算出することができる。第1実施例に係る演算装置では特に、音が検出されたタイミングさえ正確に検出できればよいため、例えば高感度のマイクロフォン等を使用せずとも好適に伝播方向を知ることができる。
As described above, according to the
<第2実施例>
次に、図6から図10を参照しながら、第2実施例に係る演算装置について説明する。ここに図6は、第2実施例に係る音源と基準マイク及び周辺マイクの位置関係を示す概念図である。また図7は、第2実施例に係る基準マイク及び周辺マイクで検出された信号を示すグラフであり、図8は各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルを示す概念図である。更に図9は、各周辺マイクに対応して演算される時間差ベクトルの合成を示す概念図であり、図10は、表示部における表示例を示す平面図である。
<Second Example>
Next, the arithmetic unit according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 10. Here, FIG. 6 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the sound source, the reference microphone, and the peripheral microphone according to the second embodiment. Further, FIG. 7 is a graph showing signals detected by the reference microphone and peripheral microphones according to the second embodiment, and FIG. 8 is a conceptual diagram showing a time difference vector calculated corresponding to each peripheral microphone. Further, FIG. 9 is a conceptual diagram showing the synthesis of time difference vectors calculated corresponding to each peripheral microphone, and FIG. 10 is a plan view showing a display example in the display unit.
なお、第2実施例は、上述した第1実施例と比べて一部の構成が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第1実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。 It should be noted that the second embodiment is different from the first embodiment described above only in a part of the configuration, and is substantially the same in other points. Therefore, in the following, the parts different from the first embodiment already described will be described in detail, and the description of other overlapping parts will be omitted as appropriate.
図6に示すように、第2実施例に係る演算装置100では、1つの基準マイク210に対し、複数の周辺マイク220が配置されている。具体的には、基準マイク210を囲うように、第1周辺マイク221、第2周辺マイク222、第3周辺マイク223、第4周辺マイク224が配置されている。この場合、音源300から放射された音は、先ず第1周辺マイク221において検出され、その後に基準マイク210に検出され、更にその後に第2周辺マイク222及び第3周辺マイク223に検出され、最後に第4周辺マイク224に検出されることになると考えられる。
As shown in FIG. 6, in the
ここで図7に示すように、音検出部110において、基準マイク信号及び各周辺マイク信号(具体的には、第1周辺マイク221で検出された音を示す第1周辺マイク信号、第2周辺マイク222で検出された音を示す第2周辺マイク信号、第3周辺マイク223で検出された音を示す第3周辺マイク信号、及び第4周辺マイク224で検出された音を示す第4周辺マイク信号)が図に示すようなものとして検出されたとする。なお、第2周辺マイク信号及び第3周辺マイク信号はほぼ同時刻に同様の信号として検出されるものであるため併せて図示している。
Here, as shown in FIG. 7, in the
図8に示すように、時間差算出部121は、まず、各軸方向に対して基準マイク信号及び各周辺マイク信号の対応するピークが検出された時間差を算出する。具体的には、基準マイクに対しX方向に配置された第1周辺マイクと第4周辺マイクの時間差を算出する。基準マイク信号と第1周辺マイク信号との時間差は、X方向に対し遠方に配置された基準マイク信号から近傍に配置された第1周辺マイク信号の差分を算出する。すなわち、T0-T1>0となる。この結果、基準マイク210と第1周辺マイク221との関係での時間差ベクトルx1は、X方向での正方向のベクトルとして算出される。基準マイク信号と第4周辺マイク信号の場合、X方向に対して遠方に配置された第4周辺マイク信号から近傍に配置された基準マイク信号の差分を算出する。すなわち、T0-T4<0となる。この結果、基準マイク210と第4周辺マイク224との関係での時間差ベクトルx2は、X方向での正方向のベクトルとして算出される。次に、基準マイクに対しY方向に配置された第2周辺マイクと第3周辺マイクの時間差を算出する。基準マイク信号と第2周辺マイク信号との時間差は、Y方向に対して遠方に配置された基準マイク信号から近傍に配置された第2周辺マイク信号の差分を算出する。すなわち、T0-T2<0となる。この結果、基準マイク210と第2周辺マイク222との関係での時間差ベクトルy1は、Y方向での負方向のベクトルとして算出される。基準マイク信号と第3周辺マイク信号との時間差は、Y方向に対して遠方に配置された第3周辺マイク信号から近傍に配置された基準マイク信号の差分が算出される。すなわち、T3-T1>0となる。この結果、基準マイク210と第3周辺マイク223との関係での時間差ベクトルy2は、Y方向での正方向のベクトルとして算出される。
As shown in FIG. 8, the time
図9に示すように、伝播方向算出部122は、上記周辺マイク220毎に算出された時間差ベクトルx1、x2、y1及びy2を夫々合成して、基準位置での音の伝播方向ベクトルD3を算出する。具体的には、伝播方向ベクトルD3は、以下の数式(1)を用いて算出される。
As shown in FIG. 9, the propagation
D3=(x1+x2)+j(y1+y2) ・・・(1)
合成の結果、伝播方向ベクトルD3は、Y方向の成分が相殺され、X方向の正方向のベクトルとして算出される。
D3 = (x1 + x2) + j (y1 + y2) ... (1)
As a result of the synthesis, the propagation direction vector D3 is calculated as a vector in the positive direction in the X direction by canceling the components in the Y direction.
図10に示すように、このような伝播方向ベクトルの算出は、例えば複数箇所を基準位置として行われ、各基準位置において算出される。このようにして算出された複数の伝播方向ベクトルは、表示部400において、対応する基準位置に合わせて表示される。図に示す例では、ユーザ500の右前方にある音源300から放射される音の伝播方向が表示されている。また、各ベクトルの濃淡により音圧の強弱も表されている。具体的には、色が濃いほど音圧が強いことを示しており、音源300から遠くなるほど、音圧が弱くなっているのが分かる。このように、音の伝播方向に加えて音圧等の他のデータも併せて表示してもよい。
As shown in FIG. 10, the calculation of such a propagation direction vector is performed, for example, with a plurality of reference positions as reference positions, and is calculated at each reference position. The plurality of propagation direction vectors calculated in this way are displayed on the
以上説明したように、第2実施例に係る演算装置によれば、複数の周辺マイク220を配置することにより、2次元平面上での伝播方向を知ることが可能である。ちなみに、第2実施例では、周辺マイクを同一平面上に配置したため、2次元での伝播方向が算出されている。これに対し、例えば、同一平面上ではない位置に他の周辺マイクを配置すれば、3次元での伝播方向も算出することが可能である。なお、3次元での伝播方向の算出についても、上述した方法と同様に算出できる(即ち、各周辺マイク信号との時間差ベクトルを算出し、それらを合成することで算出できる)ため、ここでの詳細な説明は省略する。
As described above, according to the arithmetic unit according to the second embodiment, it is possible to know the propagation direction on the two-dimensional plane by arranging a plurality of
<第3実施例>
次に、図11を参照しながら、第3実施例に係る演算装置について説明する。ここに図11は、第3実施例に係る畳み込み演算を示す概念図である。
<Third Example>
Next, the arithmetic unit according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 11. Here, FIG. 11 is a conceptual diagram showing a convolution operation according to the third embodiment.
なお、第3実施例は、上述した第1実施例と比べて伝播方向の算出方法が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第1実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。第3実施例では、基準マイク210及び周辺マイク220の配置は、図2で示す場合と同様であるとする。
It should be noted that the third embodiment is different from the first embodiment described above only in the method of calculating the propagation direction, and is generally the same in other respects. Therefore, in the following, the parts different from the first embodiment already described will be described in detail, and the description of other overlapping parts will be omitted as appropriate. In the third embodiment, the arrangement of the
図11に示すように、第3実施例に係る演算装置100では、演算部120において、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々に対し、所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算が行われる。このような畳み込み演算を行うことで、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々において、所望の周波数に対応する音のピークが顕著に現れる。よって、畳み込み演算後の基準マイク信号及び周辺マイク信号を用いて伝播方向を算出すれば、所望の周波数を有する音の伝播方向を知ることができる。具体的には、畳み込み演算後の基準マイク信号のピークが検出される時刻T0及び周辺マイク信号のピークが検出される時刻T1の時間差を利用して伝播方向ベクトルが算出される。
As shown in FIG. 11, in the
<第4実施例>
次に、図12を参照しながら、第4実施例に係る演算装置について説明する。ここに図12は、第4実施例に係る平均値の演算方法を示す概念図である。
<Fourth Example>
Next, the arithmetic unit according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 12. Here, FIG. 12 is a conceptual diagram showing a method of calculating the average value according to the fourth embodiment.
なお、第4実施例は、上述した第4実施例と比べて伝播方向の算出方法が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第4実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。第4実施例でも、基準マイク210及び周辺マイク220の配置は、図2で示す場合と同様であるとする。
It should be noted that the fourth embodiment is different from the above-mentioned fourth embodiment only in the calculation method of the propagation direction, and is almost the same in other points. Therefore, in the following, the parts different from the fourth embodiment already described will be described in detail, and the description of other overlapping parts will be omitted as appropriate. Also in the fourth embodiment, it is assumed that the arrangement of the
図12に示すように、第4実施例に係る演算装置100では、先ず第3実施例と同様に、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々に対し、所望の周波数に対応する正弦波の畳み込み演算が行われる。これにより、基準マイク信号及び周辺マイク信号の各々において、所望の周波数に対応する音のピークが顕著に現れることになる。
As shown in FIG. 12, in the
続いて、畳み込み演算後の基準マイク信号及び周辺マイク信号を用いて、所定期間における時間差の平均値が算出される。具体的には、先ず各ピークに対応する期間Δt毎に複数の時間差が算出される。即ち、第1ピーク同士の時間差T1は、基準マイク信号の第1ピークの検出時間T01及び周辺マイクの第1ピークの検出時間T11を用いて以下の数式(2)で算出される。 Subsequently, the average value of the time difference in a predetermined period is calculated using the reference microphone signal and the peripheral microphone signal after the convolution calculation. Specifically, first, a plurality of time differences are calculated for each period Δt corresponding to each peak. That is, the time difference T 1 between the first peaks is calculated by the following mathematical formula (2) using the detection time T 01 of the first peak of the reference microphone signal and the detection time T 11 of the first peak of the peripheral microphones.
T1=T11-T01 ・・・(2)
同様に、第2ピーク同士の時間差T2は、基準マイク信号の第2ピークの検出時間T02及び周辺マイクの第1ピークの検出時間T12を用いて以下の数式(3)で算出される。
T 1 = T 11 -T 01 ... (2)
Similarly, the time difference T 2 between the second peaks is calculated by the following formula (3) using the detection time T 02 of the second peak of the reference microphone signal and the detection time T 12 of the first peak of the peripheral microphones. ..
T2=T12-T02 ・・・(3)
そして、第nピーク同士の時間差Tnは、基準マイク信号の第nピークの検出時間T0n及び周辺マイクの第1ピークの検出時間T1nを用いて以下の数式(4)で算出される。
T 2 = T 12 -T 02 ... (3)
Then, the time difference T n between the nth peaks is calculated by the following mathematical formula (4) using the detection time T 0n of the nth peak of the reference microphone signal and the detection time T 1n of the first peak of the peripheral microphones.
Tn=T1n-T0n ・・・(4)
これらn個の時間差T1~Tn算出されると、n個の時間差T1~Tnの平均値Taが以下の数式(5)を用いて算出される。
T n = T 1n −T 0n ... (4)
When these n time differences T 1 to T n are calculated, the average value Ta of the n time differences T 1 to T n is calculated using the following mathematical formula (5).
Ta=(T1+T2+・・・Tn-1+Tn)/n ・・・(5)
このようにして算出された時間差の平均値Taを用いれば、1つのピークの時間差のみを用いる場合と比べて、空間に放射された音の定常的な音の伝搬方向を演算することができる。
T a = (T 1 + T 2 + ... T n-1 + T n ) / n ... (5)
By using the average value Ta of the time difference calculated in this way, it is possible to calculate the steady propagation direction of the sound radiated into the space as compared with the case of using only the time difference of one peak. ..
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification. Arithmetic methods, as well as computer programs and recording media are also included in the technical scope of the present invention.
100 演算装置
110 音検出部
120 演算部
121 時間差算出部
122 伝播方向算出部
210 基準マイク
220 周辺マイク
300 音源
400 表示部
500 ユーザ
100
Claims (1)
前記少なくとも2箇所の各々で前記音を検出した時間に基づいて、前記音が前記音源から伝播する伝播方向に関連する演算を実行する演算手段と
を備える演算装置。 A sound detection means that detects sound from a sound source at at least two locations,
An arithmetic unit including an arithmetic means for executing an arithmetic related to a propagation direction in which the sound propagates from the sound source, based on the time when the sound is detected at each of the at least two locations.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59105575A (en) * | 1982-12-08 | 1984-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | System for detecting sound direction |
JPH06178399A (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for calculating sound image localization coefficient |
US20120026837A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Empire Technology Development Llc | Sound direction detection |
JP2012129873A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Chubu Electric Power Co Inc | Reproduction method of propagated sound from specified area and device therefor |
JP2012150059A (en) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Chubu Electric Power Co Inc | Method and device for estimating sound source |
WO2014013924A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | Noise identification device and noise identification method |
-
2021
- 2021-12-21 JP JP2021207330A patent/JP2022033205A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59105575A (en) * | 1982-12-08 | 1984-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | System for detecting sound direction |
JPH06178399A (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for calculating sound image localization coefficient |
US20120026837A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Empire Technology Development Llc | Sound direction detection |
JP2012129873A (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Chubu Electric Power Co Inc | Reproduction method of propagated sound from specified area and device therefor |
JP2012150059A (en) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Chubu Electric Power Co Inc | Method and device for estimating sound source |
WO2014013924A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 日東紡音響エンジニアリング株式会社 | Noise identification device and noise identification method |
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