JP5859272B2 - 画像表示装置及び画像表示装置におけるマイクロフォンの調整方法 - Google Patents
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Description
P=−D12=−(L/c×sinθ)・・・(1)
c=334+0.6t・・・(2)
Q=−D34=−(L/c×sinφ)・・・(3)
なおPは前記第1の調整値であり、Qは前記第2の調整値である。またD12は前記音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差であり、D34は前記音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差である。さらにθは前記水平角であり、φは前記垂直角である。加えてcは前記音波の伝搬速度であり、tは前記補正温度である。さらに加えてLは、前記水平方向での前記2つのマイクロフォンの前記所定間隔及び前記垂直方向での前記他の2つのマイクロフォンの前記所定間隔である。
前記少なくとも2つのマイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置して、前記音波として、異なる複数の周波数の音波を含むホワイトノイズを発する試験音波発生手段と、
前記音源位置算出手段によって算出した前記試験音波発生手段の位置に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記マイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記マイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる前記各周波数毎の調整値を、一括して算出する調整値算出手段と、を備えた画像表示装置において、前記マイクロフォン群は、水平方向において所定間隔を隔てて配置された前記2つのマイクロフォンからなる第1のマイクロフォン群と、前記水平方向と交差する垂直方向において前記所定間隔を隔てて配置された他の前記2つのマイクロフォンからなる第2のマイクロフォン群と、を備え、前記第1のマイクロフォン群及び前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記音波の伝搬速度を補正する補正温度を設定する補正温度設定手段を有し、前記2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線と前記他の2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線との交点を原点として、前記試験音波発生手段は、前記原点を通る直線上で各マイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置され、前記音源位置算出手段は、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差に基づいて、前記原点からの距離を前記所定間隔の半分とする極座標系における前記原点から前記試験音波発生手段への水平角を算出すると共に、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度設定手段によって設定した前記補正温度に基づいて、前記極座標系における前記原点から前記試験音波発生手段への垂直角を算出して、前記水平角及び前記垂直角から前記試験音波発生手段の位置を算出し、前記調整値算出手段は、前記音源位置算出手段によって算出した前記極座標系における前記水平角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第1のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第1の調整値を、一括して算出すると共に、前記音源位置算出手段によって算出した前記極座標系における前記垂直角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第2の調整値を、一括して算出することを特徴とする。
R=−D12=−(D34×tanθ1)・・・(4)
S=−D34=−([L/c×sinφ1]/{√1+tan2θ1})・・・(5)
c=334+0.6t・・・(6)
なおPは前記第1の調整値であり、Qは前記第2の調整値である。またD12は前記音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差であり、D34は前記音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差である。さらにθは前記水平角であり、φは前記垂直角である。加えてcは前記音波の伝搬速度であり、tは前記補正温度である。さらに加えてLは、前記水平方向での前記2つのマイクロフォンの前記所定間隔及び前記垂直方向での前記他の2つのマイクロフォンの前記所定間隔である。
前記2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線と前記他の2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線との交点を原点として、異なる複数の周波数の音波を含むホワイトノズルを発する試験音波発生手段を、前記原点を通る直線上で前記2つのマイクロフォン群から等距離だけ離れた位置に配置して、前記ホワイトノイズを発生させる試験音波発生ステップと、
前記音源位置算出手段によって前記試験音波発生手段の位置を算出する位置算出ステップと、
前記位置算出ステップによって算出した前記試験音波発生手段の位置に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記2つのマイクロフォン群にそれぞれ到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記2つのマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる前記各周波数毎の調整値を、一括して算出する調整値算出ステップと、
前記調整値算出ステップによって算出した前記調整値に基づいて、予め前記異なる複数の周波数毎の前記時間差を零にする調整ステップと、を実行するマイクロフォンの調整方法であって、
前記位置算出ステップでは、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度設定手段によって設定した前記補正温度に基づいて、前記原点から前記水平方向に対する前記試験音波発生手段への水平角を算出すると共に、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度に基づいて、前記原点から前記垂直方向に対する前記試験音波発生手段への垂直角を算出して、前記水平角及び前記垂直角から前記試験音波発生手段の位置を算出し、
前記調整値算出ステップでは、前記位置算出ステップによって算出した前記水平角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第1のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第1の調整値を、一括して算出すると共に、前記位置算出ステップによって算出した前記垂直角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第2の調整値を、一括して算出することを特徴とする。
また、調整値算出手段によって、試験音波としてのホワイトノイズに含まれる各周波数毎の調整値を、第1のマイクロフォン群を配置した水平方向における調整値(第1の調整値)と、第2のマイクロフォン群を配置した垂直方向における調整値(第2の調整値)とに分けて効率的に算出できる。
請求項2及び請求項4の発明によれば、調整値算出手段は、比較的簡単な計算式を用いるだけで第1の調整値及び第2の調整値を容易に算出できる。
請求項3の発明によれば、調整値算出手段によって、試験音波としてのホワイトノイズに含まれる各周波数毎の調整値を、極座標系における原点から試験音波発生手段への水平角に基づいて算出する調整値(第1の調整値)と、前記極座標系における前記原点から前記試験音波発生手段への垂直角に基づいて算出する調整値(第2の調整値)とに分けて効率的に導出できる。
請求項5の発明によれば、少なくとも2つのマイクロフォンの配置間隔を超音波の半波長未満にしたことで、マイクロフォンと向き合う試験音波発生手段が発する超音波の到来方向を検出し易くすることが可能になる。
本発明の実施形態1を、図1ないし図6を参照しつつ説明する。本実施形態の画像表示装置1は、測定ユニット10と、増幅器20と、バンドパスフィルタ30と、A/D変換器40と、パーソナルコンピュータ50と、ビデオ入出力ユニット60と、ディスプレイ70と、ホワイトノイズ発生器80と、スピーカ85とを備えている。
θ=sin−1{(D12×c)/L}[°]・・・(A)
c=334+0.6t[m/s]・・・(2)
D12=L/c×sinθ・・・(B)
P=−D12=−(L/c×sinθ)・・・(1)
φ=sin−1{(D34×c)/L}[°]・・・(C)
D34=L/c×sinφ・・・(D)
Q=−D34=−(L/c×sinφ)・・・(3)
本実施形態の画像表示装置1では、従来のような試験音波として所望の複数の周波数の音波を一つずつ発生させる度に、各周波数毎に各マイクロフォンM1〜M4によって検出した音波の信号の位相を一致させる調整値を一つずつ算出する場合とは異なり、演算処理部52は、調整値算出処理(S4)において、試験音波としてのホワイトノイズに含まれる各選定周波数毎の調整値(第1の調整値P、第2の調整値Q)を一括して算出できる。したがって、複数の選定周波数毎の調整値を効率的に算出できる。
本発明の実施形態2を図8ないし図10を参照しつつ説明する。ここでは実施形態1と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。本実施形態の画像表示装置1A(図1参照。)では演算処理部52は、図3に示す初期設定処理(S1)において、キーボード51によって入力された後述の極座標系の水平角度θ1や垂直角度φ1の算出間隔(例えば30回/秒)、第1の調整値Rや第2の調整値Sの算出間隔(例えば30回/秒)に関するデータ等をデータ記憶部57に記憶する処理を実行する。
θ1=tan−1(D12/D34)[°]・・・(F)
φ1=sin−1{[√(D122+D342)]×c/L}[°]・・・(G)
c=334+0.6t[m/s]・・・(6)
D12=D34×tanθ1・・・(H)
D34=[L/c×sinφ1]/{√1+tan2θ1}・・・(I)
R=−D12=−(D34×tanθ1)・・・(4)
S=−D34=−([L/c×sinφ1]/{√1+tan2θ1})・・・(5)
θ22=−{tan−1(D12/D34)}[°]・・・(J)
φ22=−(sin−1{[√(D122+D342)]×c/L})[°]・・・(K)
本実施形態の画像表示装置1Aでは、演算処理部52は、調整値算出処理(S4)において、ホワイトノイズに含まれる各選定周波数毎の調整値を、極座標系における原点位置Oからスピーカ85の配置位置への水平角度θ1に基づいて算出する第1の調整値Rと、前記極座標系における原点位置Oからスピーカ85の配置位置への垂直角度φ1に基づいて算出する第2の調整値Sとに分けて効率的に導出できる。
Claims (6)
- カメラによって撮像した撮像画像を表示する表示手段と、所定間隔を隔てて配置されて音源が発する音波を検出する少なくとも2つのマイクロフォンを有するマイクロフォン群と、前記音波が前記マイクロフォン群に到達する時間差に基づいて、前記音源の位置を算出する音源位置算出手段と、前記表示手段に表示された前記撮像画像内に、前記音源の位置を識別する画像を表示する制御を行う表示制御手段と、
前記少なくとも2つのマイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置して、前記音波として、異なる複数の周波数の音波を含むホワイトノイズを発する試験音波発生手段と、
前記音源位置算出手段によって算出した前記試験音波発生手段の位置に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記マイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記マイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる前記各周波数毎の調整値を、一括して算出する調整値算出手段と、を備えた画像表示装置において、
前記マイクロフォン群は、水平方向において前記所定間隔を隔てて配置された前記2つのマイクロフォンからなる第1のマイクロフォン群と、前記水平方向と交差する垂直方向において前記所定間隔を隔てて配置された他の前記2つのマイクロフォンからなる第2のマイクロフォン群と、を備え、
前記第1のマイクロフォン群及び前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記音波の伝搬速度を補正する補正温度を設定する補正温度設定手段を有し、
前記2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線と前記他の2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線との交点を原点として、前記試験音波発生手段は、前記原点を通る直線上で各マイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置され、
前記音源位置算出手段は、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度設定手段によって設定した前記補正温度に基づいて、前記原点から前記水平方向に対する前記試験音波発生手段への水平角を算出すると共に、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度に基づいて、前記原点から前記垂直方向に対する前記試験音波発生手段への垂直角を算出して、前記水平角及び前記垂直角から前記試験音波発生手段の位置を算出し、
前記調整値算出手段は、前記音源位置算出手段によって算出した前記水平角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第1のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第1の調整値を、一括して算出すると共に、前記音源位置算出手段によって算出した前記垂直角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第2の調整値を、一括して算出することを特徴とする画像表示装置。 - 前記調整値算出手段は、式(1)及び式(2)によって、前記各周波数毎の前記第1の調整値を、式(2)及び式(3)によって、前記各周波数毎の前記第2の調整値をそれぞれ一括して算出することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
P=−D12=−(L/c×sinθ)・・・(1)
c=334+0.6t・・・(2)
Q=−D34=−(L/c×sinφ)・・・(3)
なおPは前記第1の調整値であり、Qは前記第2の調整値である。またD12は前記音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差であり、D34は前記音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差である。さらにθは前記水平角であり、φは前記垂直角である。加えてcは前記音波の伝搬速度であり、tは前記補正温度である。さらに加えてLは、前記水平方向での前記2つのマイクロフォンの前記所定間隔及び前記垂直方向での前記他の2つのマイクロフォンの前記所定間隔である。 - カメラによって撮像した撮像画像を表示する表示手段と、所定間隔を隔てて配置されて音源が発する音波を検出する少なくとも2つのマイクロフォンを有するマイクロフォン群と、前記音波が前記マイクロフォン群に到達する時間差に基づいて、前記音源の位置を算出する音源位置算出手段と、前記表示手段に表示された前記撮像画像内に、前記音源の位置を識別する画像を表示する制御を行う表示制御手段と、
前記少なくとも2つのマイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置して、前記音波として、異なる複数の周波数の音波を含むホワイトノイズを発する試験音波発生手段と、
前記音源位置算出手段によって算出した前記試験音波発生手段の位置に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記マイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記マイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる前記各周波数毎の調整値を、一括して算出する調整値算出手段と、を備えた画像表示装置において、
前記マイクロフォン群は、水平方向において所定間隔を隔てて配置された前記2つのマイクロフォンからなる第1のマイクロフォン群と、前記水平方向と交差する垂直方向において前記所定間隔を隔てて配置された他の前記2つのマイクロフォンからなる第2のマイクロフォン群と、を備え、
前記第1のマイクロフォン群及び前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記音波の伝搬速度を補正する補正温度を設定する補正温度設定手段を有し、
前記2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線と前記他の2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線との交点を原点として、前記試験音波発生手段は、前記原点を通る直線上で各マイクロフォンから等距離だけ離れた位置に配置され、
前記音源位置算出手段は、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差に基づいて、前記原点からの距離を前記所定間隔の半分とする極座標系における前記原点から前記試験音波発生手段への水平角を算出すると共に、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度設定手段によって設定した前記補正温度に基づいて、前記極座標系における前記原点から前記試験音波発生手段への垂直角を算出して、前記水平角及び前記垂直角から前記試験音波発生手段の位置を算出し、
前記調整値算出手段は、前記音源位置算出手段によって算出した前記極座標系における前記水平角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第1のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第1の調整値を、一括して算出すると共に、前記音源位置算出手段によって算出した前記極座標系における前記垂直角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第2の調整値を、一括して算出することを特徴とする画像表示装置。 - 前記調整値算出手段は、式(4)ないし式(6)によって、前記各周波数毎の前記第1の調整値を、式(5)及び式(6)によって、前記各周波数毎の前記第2の調整値をそれぞれ一括して算出することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
R=−D12=−(D34×tanθ1)・・・(4)
S=−D34=−([L/c×sinφ1]/{√1+tan2θ1})・・・(5)
c=334+0.6t・・・(6)
なおRは前記第1の調整値であり、Sは前記第2の調整値である。またD12は前記音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差であり、D34は前記音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差である。さらにθ1は前記極座標系における前記水平角であり、φ1は前記極座標系における前記垂直角である。加えてcは前記音波の伝搬速度であり、tは前記補正温度である。さらに加えてLは、前記水平方向での前記2つのマイクロフォンの前記所定間隔及び前記垂直方向での前記他の2つのマイクロフォンの前記所定間隔である。 - 前記少なくとも2つのマイクロフォンを、超音波マイクロフォンとして、
前記所定間隔を、前記音源が発する超音波の半波長未満にして、
前記試験音波発生手段は、前記超音波を含む前記ホワイトノイズを発することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像表示装置。 - カメラによって撮像した撮像画像を表示する表示手段と、水平方向において所定間隔を隔てて配置されて音源が発する音波を検出する2つのマイクロフォンからなる第1のマイクロフォン群と、前記水平方向と交差する垂直方向において前記所定間隔を隔てて配置された他の2つのマイクロフォンからなる第2のマイクロフォン群と、前記音波が前記2つのマイクロフォン群に到達する時間差に基づいて、前記音源の位置を算出する音源位置算出手段と、前記表示手段に表示された前記撮像画像内に、前記音源の位置を識別する画像を表示する制御を行う表示制御手段と、前記第1のマイクロフォン群及び前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記音波の伝搬速度を補正する補正温度を設定する補正温度設定手段とを備えた画像表示装置において、
前記2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線と前記他の2つのマイクロフォン同士を結ぶ直線との交点を原点として、異なる複数の周波数の音波を含むホワイトノズルを発する試験音波発生手段を、前記原点を通る直線上で前記2つのマイクロフォン群から等距離だけ離れた位置に配置して、前記ホワイトノイズを発生させる試験音波発生ステップと、
前記音源位置算出手段によって前記試験音波発生手段の位置を算出する位置算出ステップと、
前記位置算出ステップによって算出した前記試験音波発生手段の位置に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記2つのマイクロフォン群にそれぞれ到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記2つのマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる前記各周波数毎の調整値を、一括して算出する調整値算出ステップと、
前記調整値算出ステップによって算出した前記調整値に基づいて、予め前記異なる複数の周波数毎の前記時間差を零にする調整ステップと、を実行するマイクロフォンの調整方法であって、
前記位置算出ステップでは、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度設定手段によって設定した前記補正温度に基づいて、前記原点から前記水平方向に対する前記試験音波発生手段への水平角を算出すると共に、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差及び前記補正温度に基づいて、前記原点から前記垂直方向に対する前記試験音波発生手段への垂直角を算出して、前記水平角及び前記垂直角から前記試験音波発生手段の位置を算出し、
前記調整値算出ステップでは、前記位置算出ステップによって算出した前記水平角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第1のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第1のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第1の調整値を、一括して算出すると共に、前記位置算出ステップによって算出した前記垂直角に基づいて、前記異なる複数の周波数の音波が前記第2のマイクロフォン群に到達する時間差を、各周波数毎に算出して、該時間差を零にするように前記第2のマイクロフォン群によって検出した前記異なる複数の周波数の音波の信号の位相を一致させる各周波数毎の第2の調整値を、一括して算出することを特徴とする画像表示装置におけるマイクロフォンの調整方法。
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