JP4138287B2 - Superdirective sound apparatus and program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像認識機能を備えた音響装置に関し、特に指向性を著しく向上させた超指向性音響装置及びプログラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、スピーカ装置として、振動板を振動させ、この振動板から空気中に放出される音を聴取するように構成されたものが広く用いられている。この種のスピーカ装置は、20Hz〜20KHz程度の可聴帯域のオーディオ信号によって振動板を振動させ、この振動板から直接空気中に音を放出するようになっている。
【0003】
これらのスピーカ装置は振動板を中心として空気中に拡がりを持って音が放出され、特定の聴取者のみに向かって音を放出することができない。そのため、超音波振動素子を用い秘話機能を持って音の放出を行うことができるスピーカ装置が提供されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特定の聴取者のみに向かって音を放出するスピーカ装置は、超指向性を持って音を放出することができる。この種のスピーカ装置は、聴取者がある特定の位置にいる場合に用いて有用である。
【0005】
しかし、この種のスピーカ装置にあっては、指向性を示す先に一直線上に並ぶ複数の聴取者が可聴音を聴取してしまい、秘話性が低い。また、振動子が固定されている場合には、移動する聴取者の位置に向かって音を放出することができない。
【0006】
そこで、本発明の目的は、新規な聴取位置設定方式と新規な音源位置設定方式を用い、超指向性を持って音を放出することにより、特定位置の聴取者のみが聴取可能となる秘話機能の超指向性音響装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決する為の手段】
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係る超指向性音響装置は、音源から出力されるオーディオ信号を変調手段により少なくとも可聴帯域よりも高い周波数領域の信号に周波数変調し、変調手段からの周波数変調された信号によって超音波振動子を駆動する。同時に、カメラを具備した画像認識装置によって、聴取者の位置を認識し、超音波振動子によって放出される音波の方向を決定することで、可聴音を伝播する領域を聴取者の位置に合わせて自動的に決定する。さらに、変調周波数を自動的に変更することにより、可聴音伝播領域を制御することによって、秘話機能が高くなるようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態のシステムの配置状態の概略図を示す。
【0009】
図1中、1はAVパソコン等で構成される情報処理装置、2はエージェントキャラクター、3及び5は画像入力装置、6及び7は超音波振動子、8及び9は角度制御装置をそれぞれ示し、本システムの聴取者10に対して、チャネルL及びRを構成する様に図示の如くそれぞれ配置されている。また、11はワイヤレスマイクを示す。
【0010】
図2は、本発明の一実施の形態の要部ブロック構成図を示す。
図2において、チャンネルLを構成する画像入力装置3、超音波振動子6、角度制御装置8、及び、チャンネルRを構成する画像入力装置5、超音波振動子7、角度制御装置9が情報処理装置1の情報処理部13にそれぞれ接続されている。また、情報処理部13には、記憶部14が接続されている。該記憶部14には、登録された聴取者認識用の画像データ、本システムの処理プログラム等が予め記憶されいる。
【0011】
図3は、本発明の一実施の形態の動作を示すフローチャートを示し、図4は図3のステップS3の更に詳細なフローチャートを示し、図5は図3のステップS4の更に詳細なフローチャートを示す。
【0012】
これらのフローチャートに対応する処理プログラムが前記記憶部14に記憶されている。
この様な構成において本発明の一実施の形態の特徴ある動作を説明する。
まず、図3のステップS2(以下、単に「ステップS2」と言う)によりシステムの初期設定が行われ、超音波振動子6及び7、画像入力装置3及び5の角度が予め設定される。
【0013】
聴取者10は、情報処理装置1のエージェントキャラクター2にワイヤレスマイク11を介して音声入力を行うことにより、情報処理装置1を操作する。
聴取者10が、情報処理装置1の前に居ない時は、角度制御装置8および角度制御装置9は、画像入力装置3、超音波振動子6および画像入力装置5、超音波振動子7を初期設定した角度に固定する。
【0014】
聴取者10が固定された可聴音輻射領域内に入ると、情報処理装置1は聴取者の認識を行い、予め登録された聴取者であるかどうか確認する対象捕捉ステップを実行する(ステップS3)。
【0015】
詳細には、情報処理部13が、記憶部14に予め記憶した登録された聴取者10の顔画像データを呼び出す(ステップS7)。更に、図6に示すように画像入力装置3及び画像入力装置5からそれぞれ聴取者10のチャンネルL画像16およびチャンネルR画像17が情報処理装置1に入力され、情報部14に頭部の画像18及び画像19が記憶される。予め記憶された聴取者10の顔画像データと、該記憶された画像18および画像19の画像が類似していると判定された場合、聴取者が情報処理装置1の前に居ると認識する(ステップS8)。聴取者認識後、それぞれの画像18及び19から、顔の輪郭の細部を認識し、登録されている聴取者10の顔画像の細部と照合し、登録された聴取者10か否かを確認する(ステップS9)。
【0016】
予め登録された聴取者ではないと判断した場合は、超音波振動子6及び7からの超音波の輻射は行わず、登録された聴取者が出現するまでこのステップS7〜S9を繰り返す。
登録された聴取者であれば、聴取者の追従を開始する(ステップS10、ステップS4)。
【0017】
聴取者10が予め登録された聴取者である場合は、情報処理部13が画像入力装置3及び5からの入力画像データから聴取者の頭部を認識し、聴取者の超音波輻射領域からのオフセットを聴取者頭部の画像中心からのずれとして認識し(ステップS13)、例えばステッピングモータによる角度制御機構を具備した角度制御装置8および9により、画像入力装置3及び5の角度を調節して聴取者頭部が画像入力装置3及び5の画像の中心に位置するように調整する(ステップS14)。この聴取者追従動作が、聴取者10の情報処理装置1の使用時は連続的に行なわれ、聴取者10は超音波輻射交差領域の中心で超音波を聴取ることができる。
【0018】
ここで、この例では、音源から出力されるオーディオ信号を変調手段により少なくとも可聴帯域よりも高い周波数領域の信号に周波数変調し、変調手段からの周波数変調された信号によって超音波振動子6及び7を駆動する。
【0019】
この時、例えば登録された聴取者が高齢者である場合に、音圧レベルを上げることにより、周囲への音漏れなく、聴取者に音声を届かせることができる。
或いは、この時、例えば登録された聴取者が登録した音楽を輻射することにより、周囲への音漏れなく、聴取者に登録した音楽を届かせることができる。
【0020】
この状態を図7に示す。図7で、21は超音波輻射交差領域、22は超音波振動子7からのRチャンネルの輻射領域、23は超音波振動6からのLチャンネルの輻射領域をそれぞれ示す。
【0021】
図8に、本発明による秘話機能の説明図を示す。超音波振動子7より輻射された音波23および超音波振動子6から輻射された音波24の交差領域25は、聴取者10には聴取可能だが聴取者26には聴取不能である。これは、特定の聴取者以外に聴取される可能性を阻害していることを示している。
【0022】
図9は、従来装置による秘話機能の説明図を示す。超音波振動子30および超音波振動子31から輻射された音波の交差領域32に、例えば聴取者33および聴取者34の複数の聴取者が存在可能であり、特定聴取者以外に聴取される。
【0023】
【発明の効果】
本発明に係るスピーカ装置は、聴取者に追従するため、聴取者が聴取位置を気にすることなく、また周囲への騒音を気にすることなく、また高い秘話機能による可聴音を得ることができる。
【0024】
さらに、本発明に係るスピーカ装置は、聴取者を認識するため、高い秘話機能による可聴音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態のシステムの配置状態の概略図を示す。
【図2】図2は、本発明の一実施の形態の要部ブロック構成図を示す。
【図3】図3は、本発明の一実施の形態の動作を示すフローチャートを示す。
【図4】図4は図3のステップS3の更に詳細なフローチャートを示す。
【図5】図5は図3のステップS4の更に詳細なフローチャートを示す。
【図6】図6は入力画像の説明図。
【図7】図7は本発明の一実施の形態の超音波の聴取者に対する輻射状態を示す説明図。
【図8】図8は本発明による秘話機能の説明図。
【図9】図9は従来装置による秘話機能の説明図。
【符号の説明】
1 情報処理装置
2 エージェントキャラクタ
3、5 画像入力装置
6、7、30、31 超音波振動子
8、9 角度制御装置
10、26、33、34 聴取者
11 ワイヤレスマイク
13 情報処理部
14 記憶部
16 チャンネルL画像
17 チャンネルR画像
18、19 記憶された画像
21、22 超音波輻射交差領域
23、24 音波
25 交差領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic device having an image recognition function, and more particularly to a superdirective acoustic device and a program with significantly improved directivity.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, speaker devices that are configured to vibrate a diaphragm and listen to sound emitted from the diaphragm into the air are widely used. This type of speaker device vibrates a diaphragm with an audio signal in an audible band of about 20 Hz to 20 KHz, and emits sound directly from the diaphragm into the air.
[0003]
These speaker devices emit sound with a spread in the air centering on the diaphragm, and cannot emit sound toward only a specific listener. For this reason, a speaker device is provided that can emit sound with a secret function using an ultrasonic vibration element.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a speaker device that emits sound only to a specific listener can emit sound with superdirectivity. This type of speaker device is useful when the listener is at a specific position.
[0005]
However, in this type of speaker device, a plurality of listeners lined up in a straight line, which shows directivity, hears audible sound and has low secrecy. Further, when the vibrator is fixed, it is impossible to emit sound toward the position of the moving listener.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to use a new listening position setting method and a new sound source position setting method, and emit a sound with super directivity so that only a listener at a specific position can listen. It is in providing the super-directive sound apparatus.
[0007]
[Means for solving the problems]
The superdirective acoustic device according to the present invention proposed to achieve the above-described object frequency-modulates an audio signal output from a sound source into a signal in a frequency region higher than at least an audible band by a modulation unit, The ultrasonic transducer is driven by the frequency-modulated signal from the modulation means. At the same time, the position of the audible sound is matched with the position of the listener by recognizing the position of the listener by the image recognition device equipped with the camera and determining the direction of the sound wave emitted by the ultrasonic transducer. Determine automatically. Further, the secret frequency function is enhanced by controlling the audible sound propagation region by automatically changing the modulation frequency.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the arrangement of a system according to an embodiment of the present invention.
[0009]
In FIG. 1, 1 is an information processing apparatus composed of an AV personal computer, 2 is an agent character, 3 and 5 are image input devices, 6 and 7 are ultrasonic transducers, and 8 and 9 are angle control devices, For the
[0010]
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the
[0011]
3 shows a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention, FIG. 4 shows a more detailed flowchart of step S3 in FIG. 3, and FIG. 5 shows a more detailed flowchart of step S4 in FIG. .
[0012]
Processing programs corresponding to these flowcharts are stored in the
The characteristic operation of the embodiment of the present invention in such a configuration will be described.
First, the system is initially set in step S2 in FIG. 3 (hereinafter simply referred to as “step S2”), and the angles of the
[0013]
The
When the
[0014]
When the
[0015]
Specifically, the
[0016]
If it is determined that the listener is not registered in advance, the ultrasonic radiation from the
If it is a registered listener, follow-up of the listener is started (step S10, step S4).
[0017]
When the
[0018]
Here, in this example, the audio signal output from the sound source is frequency-modulated by the modulation means into a signal in a frequency region higher than at least the audible band, and the
[0019]
At this time, for example, when the registered listener is an elderly person, the sound can be delivered to the listener without leaking sound by increasing the sound pressure level.
Alternatively, at this time, for example, by radiating music registered by the registered listener, the registered music can be delivered to the listener without leakage to the surroundings.
[0020]
This state is shown in FIG. In FIG. 7,
[0021]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the secret story function according to the present invention. The
[0022]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the secret talk function by the conventional apparatus. In the
[0023]
【The invention's effect】
Since the speaker device according to the present invention follows the listener, the listener can obtain an audible sound with a high secret function without worrying about the listening position, without worrying about noise to the surroundings. it can.
[0024]
Furthermore, since the speaker device according to the present invention recognizes the listener, an audible sound with a high secret function can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a system arrangement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a more detailed flowchart of step S3 of FIG.
FIG. 5 shows a more detailed flowchart of step S4 of FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an input image.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a radiation state of an ultrasonic listener according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a secret story function according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory view of a secret story function by a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記画像認識装置は、聴取者の位置を認識し、さらに聴取者を特定する特定手段を備え、前記特定手段により特定された聴取者に前記音情報発生部から放出される音波の方向を決定し、
前記画像認識装置から得られた音波の方向に基づいて、前記音情報発生部の指向方向を聴取者の位置に追従させる指向位置調整部と、
を有することを特徴とする指向性音響装置。A directional acoustic device having an image recognition device for recognizing an image from an imaging unit, and having at least two sound information generation units for generating sound information
The image recognition apparatus includes a specifying unit that recognizes the position of the listener and further identifies the listener, and determines a direction of a sound wave emitted from the sound information generation unit to the listener specified by the specifying unit. ,
Based on the direction of the sound wave obtained from the image recognition device, a directivity position adjustment unit that causes the directivity direction of the sound information generation unit to follow the position of the listener;
A directional acoustic device comprising:
聴取者の画像データを入力する少なくとも2個の撮像部と、
音情報を発生する少なくとも2個の音情報発生部と、
該撮像部からの該入力画像データと該登録聴取者画像データとを識別し、聴取者の確認を行う情報処理部と、
該情報処理部が聴取者を登録された聴取者であると特定した場合に、各々の撮像部からの各々の入力画像データと予め定められた基準位置との各々のずれに基づいて、該各々の音情報発生部の音情報の指向方向を該登録された聴取者の位置に追従させる指向位置調整部と、
を備えたことを特徴とする指向性音響装置。A storage unit storing registered listener image data for recognizing a pre-registered listener;
At least two imaging units for inputting the image data of the listener;
At least two sound information generators for generating sound information;
An information processing unit for identifying the input image data from the imaging unit and the registered listener image data and confirming a listener;
When the information processing unit identifies the listener as a registered listener, each of the input image data from each imaging unit and a predetermined reference position based on the respective deviations, A directivity position adjusting unit for causing the directivity direction of the sound information of the sound information generating unit to follow the registered position of the listener;
A directional acoustic device comprising:
該第1のステップが聴取者を登録された聴取者であると特定した場合に、各々の撮像部からの各々の入力画像データと予め定められた基準位置とのずれを検出する第2のステップと、
該第2のステップで検出された各々のずれに基づいて音情報の指向方向を該登録された聴取者の位置に追従させる第3のステップと、
少なくとも2個の各々の音情報発生部から該第3のステップが決定した各々の指向方向に音情報を発生する第4のステップと、
を備えた指向性音響装置のコンピュータで読み取り可能なプログラム。A first step of confirming a listener from input image data of a listener from at least two imaging units and registered listener image data for recognizing a listener registered in advance;
A second step of detecting a shift between each input image data from each imaging unit and a predetermined reference position when the first step specifies that the listener is a registered listener; When,
A third step of causing the direction of sound information to follow the registered position of the listener based on each shift detected in the second step;
A fourth step of generating sound information in each directivity direction determined by the third step from at least two sound information generation units;
A computer-readable program for a directional acoustic device comprising :
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