JPH0593647A - Judging apparatus for incoming direction of sound wave - Google Patents

Judging apparatus for incoming direction of sound wave

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JPH0593647A
JPH0593647A JP25335691A JP25335691A JPH0593647A JP H0593647 A JPH0593647 A JP H0593647A JP 25335691 A JP25335691 A JP 25335691A JP 25335691 A JP25335691 A JP 25335691A JP H0593647 A JPH0593647 A JP H0593647A
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JP
Japan
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sound wave
arrival
detector
sound
microphones
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Pending
Application number
JP25335691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Numazu
浩子 沼津
Mitsuhiko Serikawa
光彦 芹川
Akihisa Kawamura
明久 川村
Masaharu Matsumoto
正治 松本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a judging apparatus for an incoming direction of sound waves which uses a plurality of microphones to judge incoming directions of sound waves to the microphones and which synthesizes the sound waves arriving approximately at the same time and then judges the incoming direction of the synthesized sound waves. CONSTITUTION:A judging apparatus for an incoming direction of sound waves comprises microphones 1-1 to 1-4, amplifiers 2-1 to 2-4, switches 3-1 to 3-4, memories 4-1 to 4-4, a controller 5, an equal sound wave detector 6, a sound wave incoming time difference detector 7, a sound wave incoming direction detector 8 and a sound wave incoming level detector 9, wherein sound waves which arrive approximately at the same time are judged to be synthesized by a synthesization judging device 10, and an incoming direction of the synthesized sound waves is operated by a synthesized sound wave incoming direction operator 11 while a synthesized sound wave incoming level is operated by a synthesized sound wave incoming level operator 12 to be output. Since the incoming direction of the sound waves which arrive approximately at the same time is output as synthesized sound waves, it is possible to make determination suitable for a human hearing sense.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数のマイクを用い
て、これらのマイクへの音波の到来方向を判定し、か
つ、ほぼ同時刻に到来する音波についてはこれらを合成
した後、合成音波の到来方向を判定する音波到来方向判
定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a plurality of microphones to determine the direction of arrival of sound waves to these microphones, and synthesizes sound waves that arrive at approximately the same time, The present invention relates to a sound wave arrival direction determination device for determining the arrival direction of a sound wave.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、音波到来方向判定装置は、複数の
マイクを用いてそれぞれのマイクでの音波の到来時刻の
差からその到来方向を求める方法がとられている。2. Description of the Related Art In recent years, a sound wave arrival direction determination device has adopted a method of using a plurality of microphones to determine the arrival direction from the difference in the arrival time of sound waves at each microphone.

【０００３】以下図面を参照しながら、従来の音波到来
方向判定装置の一例について説明する。An example of a conventional sound wave arrival direction determination apparatus will be described below with reference to the drawings.

【０００４】（図１）は従来の音波到来方向判定装置の
ブロック図である。（図１）において、１−１〜１−４
はマイク、２−１〜２−４はマイク１−１〜１−４から
の出力信号をそれぞれ入力するアンプ、３−１〜３−４
はアンプ２−１〜２−４からの出力信号をそれぞれ入力
するスイッチ、４−１〜４−４はスイッチ３−１〜３−
４からの出力信号をそれぞれ蓄えておくメモリ、５はス
イッチ３−１〜３−４の制御とメモリ４−１〜４−４へ
のアクセスの制御を行う制御器、６はメモリ４−１〜４
−４から出力された信号の組がマイク１−１〜１−４へ
到来した同一の音波かどうかを検出する同一音波検出
器、７は同一音波検出器６からの出力信号によりマイク
１−１〜１−４それぞれへの音波の到来時刻の差を検出
する音波到来時間差検出器、８は音波到来時間差検出器
７からの出力信号により音波の到来方向を算出する音波
到来方向検出器である。FIG. 1 is a block diagram of a conventional sound wave arrival direction determination apparatus. In FIG. 1, 1-1 to 1-4
Is a microphone, 2-1 to 2-4 are amplifiers for inputting output signals from the microphones 1-1 to 1-4, 3-1 to 3-4
Are switches for inputting the output signals from the amplifiers 2-1 to 2-4, and 4-1 to 4-4 are switches 3-1 to 3-3-
A memory for storing the output signals from 4 respectively, a controller 5 for controlling the switches 3-1 to 3-4 and an access to the memories 4-1 to 4-4, and 6 to the memories 4-1 to 4-1. Four
-4 is the same sound wave detector that detects whether the set of signals output from the same sound wave is the same sound wave that has arrived at the microphones 1-1 to 1-4, and 7 is a microphone 1-1 according to the output signal from the same sound wave detector 6. 1 to 4 are sound wave arrival time difference detectors that detect differences in the arrival time of sound waves, and reference numeral 8 is a sound wave arrival direction detector that calculates the arrival direction of sound waves based on the output signal from the sound wave arrival time difference detector 7.

【０００５】以上のように構成された従来の音波到来方
向判定装置について、以下その動作について説明する。The operation of the conventional sound wave arrival direction determining apparatus configured as described above will be described below.

【０００６】まず、マイク１−１〜１−４で到来した音
波が電気信号に変換され、それぞれアンプ２−１〜２−
４へ入力され、アンプ２−１〜２−４で増幅された信号
はそれぞれスイッチ３−１〜３−４へ入力される。制御
器５の制御によりスイッチ３−１〜３−４が同時にＯＮ
の状態にされるとその後マイク１−１〜１−４に到来し
た音波について処理がなされる。スイッチ３−１〜３−
４がＯＮになると、スイッチ３−１〜３−４から出力さ
れるそれぞれの信号が音波のレベルのデータとして一定
の時間間隔でメモリ４−１〜４−４に順番に格納され、
これらのデータは制御器５により管理される。制御器５
によりメモリ４−１〜４−４内に格納されたデータへの
アクセスが制御されて、同一音波検出器６へ入力され
る。同一音波検出器６では、メモリ４−１〜４−４から
それぞれのデータを入力することにより、マイク１−１
〜１−４へ到来した音波の波形を比較して、マイク１−
１〜１−４に同一の音波が到来した時刻をマイク１−１
〜マイク１−４それぞれについて検出しデータとして出
力する。音波到来時間差検出器７は、同一音波検出器６
から出力されたデータをもとに、マイク１−１〜１−４
それぞれへの到来時刻の差を求めデータとして出力す
る。音波到来方向検出器８は音波到来時間差検出器７か
ら出力されたデータをもとに音波の到来方向を求めデー
タとして出力する。First, the sound waves arriving at the microphones 1-1 to 1-4 are converted into electric signals, and are respectively amplified by the amplifiers 2-1 to 2-.
4 and the signals amplified by the amplifiers 2-1 to 2-4 are input to the switches 3-1 to 3-4, respectively. The switches 3-1 to 3-4 are simultaneously turned on by the control of the controller 5.
In this state, the sound waves that have arrived at the microphones 1-1 to 1-4 are processed. Switches 3-1 to 3-
When the switch 4 is turned on, the respective signals output from the switches 3-1 to 3-4 are sequentially stored in the memories 4-1 to 4-4 as data of the level of the sound wave at fixed time intervals,
These data are managed by the controller 5. Controller 5
By this, access to the data stored in the memories 4-1 to 4-4 is controlled and input to the same sound wave detector 6. In the same sound wave detector 6, by inputting respective data from the memories 4-1 to 4-4, the microphone 1-1
~ 1-4 compares the waveforms of the sound waves that have arrived to the microphone 1-
The time when the same sound wave arrives at 1-1 to microphone 1-1
~ Each of the microphones 1-4 is detected and output as data. The sound wave arrival time difference detector 7 is the same sound wave detector 6
Microphones 1-1 to 1-4 based on the data output from the
The difference in arrival time to each is calculated and output as data. The sound wave arrival direction detector 8 determines the arrival direction of the sound wave based on the data output from the sound wave arrival time difference detector 7 and outputs it as data.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成で
は、非常に短い時間にマイク１−１から１−４に複数の
音波が到来した場合にも、複数の音波が到来したとして
認識し、それぞれの音波の到来方向を出力する。しか
し、一般に人間は非常に短い時間に複数の音波が到来し
た場合、それらの音波の到来方向があたかも合成された
ような方向から１つの音波が到来したとして認識すると
いわれている。ステレオ伝送方式などは人間のこの特性
を生かした方式である（ブラウエルト著「空間音響」＜
鹿島出版会＞参照）。このため従来の方法では、人間の
聴感とは一致しない音波の到来方向を出力してしまうと
いう問題点があった。With the above configuration, even when a plurality of sound waves arrive at the microphones 1-1 to 1-4 in a very short time, it is recognized that a plurality of sound waves arrive. The arrival direction of each sound wave is output. However, in general, it is said that when a plurality of sound waves arrive in a very short time, a person recognizes that one sound wave arrives from a direction in which the sound waves are coming from the synthesized directions. The stereo transmission method is a method that takes advantage of this characteristic of human beings (Brauert's "Spatial Acoustics"<
Kashima Publishing Association ＞). Therefore, the conventional method has a problem in that the arrival direction of a sound wave that does not match the human sense of hearing is output.

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、複数のマイク
を用いて、これらのマイクへの音波の到来方向を判定
し、ほぼ同時刻に到来する音波については、その音波を
合成した音波到来方向を出力する音波到来方向判定装置
を提供するものである。In view of the above problems, the present invention uses a plurality of microphones to determine the arrival directions of sound waves to these microphones. For sound waves that arrive at approximately the same time, the arrival directions of the sound waves that are the synthesized sound waves are determined. The present invention provides a sound wave arrival direction determination device that outputs

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の音波到来方向判定装置は、複数のマイク
と、前記複数のマイクからの出力信号をそれぞれ入力す
る複数のアンプと、前記複数のアンプからの出力信号を
それぞれ入力する複数のスイッチと、前記複数のスイッ
チからの出力信号をそれぞれ蓄えておく複数のメモリ
と、前記複数のスイッチの制御と前記複数のメモリへの
アクセスの制御を行う制御器と、前記複数のメモリから
出力された信号の組が前記複数のマイクへ到来した同一
の音波かどうかを検出する同一音波検出器と、前記複数
のメモリからの出力信号により前記複数のマイクそれぞ
れへの音波の到来時刻の差を検出する音波到来時間差検
出器と、前記音波到来時間差検出器からの出力信号によ
り音波の到来方向を算出する音波到来方向検出器と、前
記複数のメモリからの出力信号により前記複数のマイク
への音波の到来レベルを検出する音波到来レベル検出器
と、前記同一音波検出器からの出力信号によりほぼ同時
刻に前記マイクに到来した別の音波がある場合にこれら
を合成して１つの音波とすべきであると判定する合成判
定器と、前記合成判定器と前記音波到来方向検出器と前
記音波到来レベル検出器とからの出力信号をもとに合成
音波の到来方向を算出する合成音波到来方向演算器と、
前記音波到来レベル検出器と前記合成判定器とからの出
力信号をもとに合成音波の到来レベルを算出する合成音
波到来レベル演算器とにより構成されている。In order to solve the above problems, a sound wave arrival direction judging apparatus of the present invention comprises a plurality of microphones, a plurality of amplifiers for respectively receiving output signals from the plurality of microphones, and A plurality of switches for inputting output signals from a plurality of amplifiers, a plurality of memories for storing output signals from the plurality of switches, a control of the plurality of switches, and a control of access to the plurality of memories And a same sound wave detector that detects whether or not the set of signals output from the plurality of memories are the same sound wave that has arrived at the plurality of microphones, and the plurality of output signals from the plurality of memories Sound wave arrival time difference detector that detects the difference in the arrival time of the sound wave to each of the microphones, and the arrival direction of the sound wave is calculated by the output signal from the sound wave arrival time difference detector. Sound wave arrival direction detector, a sound wave arrival level detector that detects the arrival level of the sound wave to the plurality of microphones by the output signals from the plurality of memories, and an output signal from the same sound wave detector at approximately the same time If there are other sound waves that have arrived at the microphone, they are combined to determine that they should be combined into one sound wave, a combination judgment device, the combination judgment device, the sound wave arrival direction detector, and the sound wave arrival level. A composite sound wave arrival direction calculator that calculates the arrival direction of the composite sound wave based on the output signal from the detector,
It is composed of a composite sound wave arrival level calculator that calculates the arrival level of the composite sound wave based on the output signals from the sound wave arrival level detector and the synthesis judging device.

【００１０】[0010]

【作用】本発明は、複数のマイクに到来した音波が複数
のアンプへそれぞれ入力され、複数のアンプで増幅され
た信号はそれぞれ複数のスイッチへ入力され、制御器の
制御により複数のスイッチが同時にＯＮの状態にされる
とその後前記複数のマイクに到来した音波について処理
がなされる。全てのスイッチがＯＮになると、複数のス
イッチから出力されるそれぞれの信号が音波のレベルの
データとして一定の時間間隔で複数のメモリに順番に格
納され、これらのデータは制御器により管理される。制
御器により複数のメモリ内に格納されたデータへのアク
セスが制御されて、同一音波検出器と音波到来レベル検
出器へ入力され、同一音波検出器では、複数のメモリか
らそれぞれ出力されるデータを入力することにより、複
数のマイクへ到来した音波の波形を比較して、同一の音
波が到来した時刻を複数のマイクそれぞれについて検出
し、音波到来時間差検出器では、同一音波検出器で検出
した音波到来時刻をもとに、複数のマイクそれぞれへの
音波到来時刻の差を検出する。音波到来方向検出器で
は、音波到来時間差検出器で検出された時間差をもとに
音波到来方向を求め、音波到来レベル検出器では音波の
到来レベルが求められ、合成判定器では、同一音波検出
器で検出された音波到来時刻とこの音波以前に複数のマ
イクに到来した音波の到来時刻とをもとにこれらの音波
を合成すべきかどうかを判定する。合成音波到来方向演
算器では、合成判定器で合成すべきであると判定された
音波の組についてのみ、それぞれの音波の到来方向と到
来レベルをもとに合成音波の到来方向を求め出力し、合
成音波到来レベル演算器では音波到来レベル検出器と合
成判定器の出力信号をもとに合成音波の合成レベルを算
出する。According to the present invention, the sound waves arriving at the plurality of microphones are respectively input to the plurality of amplifiers, the signals amplified by the plurality of amplifiers are respectively input to the plurality of switches, and the plurality of switches are simultaneously controlled by the control of the controller. When turned on, the sound waves that have come to the plurality of microphones are processed. When all the switches are turned on, the respective signals output from the plurality of switches are sequentially stored in the plurality of memories at fixed time intervals as the sound wave level data, and these data are managed by the controller. The controller controls access to the data stored in the plurality of memories, inputs the data to the same sound wave detector and the sound wave arrival level detector, and the same sound wave detector outputs the data output from the plurality of memories. By comparing the waveforms of the sound waves that arrive at multiple microphones by inputting, the time when the same sound wave arrives is detected for each of the multiple microphones, and the sound wave arrival time difference detector detects the sound waves detected by the same sound wave detector. Based on the arrival time, the difference in the arrival time of the sound wave to each of the plurality of microphones is detected. In the sound wave arrival direction detector, the sound wave arrival direction is obtained based on the time difference detected by the sound wave arrival time difference detector, the sound wave arrival level detector obtains the sound wave arrival level, and in the synthesis decision device, the same sound wave detector is used. It is determined whether or not these sound waves should be combined based on the arrival time of the sound waves detected in step S1 and the arrival times of the sound waves that have arrived at the plurality of microphones before this sound wave. In the composite sound wave arrival direction calculator, only for a set of sound waves determined to be combined by the composition determiner, the arrival direction of the composite sound wave is obtained and output based on the arrival direction and arrival level of each sound wave, The composite sound wave arrival level calculator calculates the composite level of the composite sound wave based on the output signals of the sound wave arrival level detector and the composite judging device.

【００１１】このようにして人間の聴感に合った音波到
来方向を判定することができる。In this way, it is possible to determine the arrival direction of a sound wave that is suitable for human hearing.

【００１２】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例における音波到来方
向判定器について、図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sound wave arrival direction judging device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１３】（図２）は本発明の一実施例における音波
到来方向判定器のブロック図である。（図２）におい
て、１−１〜１−４は同一平面内に存在しないように配
置されたマイク、２−１〜２−４はマイク１−１〜１−
４からの出力信号をそれぞれ入力するアンプ、３−１〜
３−４はアンプ２−１〜２−４からの出力信号をそれぞ
れ入力するスイッチ、４−１〜４−４はスイッチ３−１
〜３−４からの出力信号をそれぞれ蓄えておくメモリ、
５はスイッチ３−１〜３−４の制御とメモリ４−１〜４
−４へのアクセスの制御を行う制御器、６はメモリ４−
１〜４−４から出力された信号の組がマイク１−１〜１
−４へ到来した同一の音波かどうかを検出する同一音波
検出器、７は同一音波検出器６からの出力信号によりマ
イク１−１〜１−４それぞれへの音波の到来時刻の差を
検出する音波到来時間差検出器、８は音波到来時間差検
出器７からの出力信号により音波の到来方向を算出する
音波到来方向検出器、９は音波の到来レベルを求める音
波到来レベル検出器、１０は同一音波検出器６で検出さ
れた音波到来時刻とこの音波以前に複数のマイクに到来
した音波の到来時刻とをもとに、これらの音波を合成す
べきかどうかを判定する合成判定器、１１は合成判定器
１０で合成すべきであると判定された音波の組について
のみ、それぞれの音波の到来方向と到来レベルをもとに
合成音波の到来方向を求め、そうでないものはそれぞれ
音波到来方向検出器８で求めた到来方向を出力する合成
音波到来方向演算器、１２は音波到来レベル検出器９と
合成判定器１０の出力信号をもとに、合成すべきである
と判定された音波の組については合成音波の合成レベル
を算出して出力し、そうでないものについてはそれぞれ
音波到来レベル検出器９からの出力をそのまま出力する
合成音波到来レベル演算器である。FIG. 2 is a block diagram of a sound wave arrival direction judging device in an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1-1 to 1-4 are microphones arranged so as not to exist in the same plane, and 2-1 to 2-4 are microphones 1-1 to 1-.
Amplifiers for inputting output signals from 4 respectively, 3-1 to 3-1
3-4 is a switch for inputting the output signals from the amplifiers 2-1 to 2-4, and 4-1 to 4-4 are switches 3-1.
Memory for storing output signals from 3-4,
5 is control of switches 3-1 to 3-4 and memories 4-1 to 4
-4 is a controller for controlling access to -4, and 6 is a memory 4-
The sets of signals output from 1 to 4-4 are microphones 1-1 to 1
-4, the same sound wave detector for detecting whether or not they are the same sound wave, and 7 detects the difference in the arrival time of the sound wave to each of the microphones 1-1 to 1-4 by the output signal from the same sound wave detector 6. A sound wave arrival time difference detector, 8 is a sound wave arrival direction detector that calculates the arrival direction of the sound wave based on the output signal from the sound wave arrival time difference detector 7, 9 is a sound wave arrival level detector that determines the arrival level of the sound wave, and 10 is the same sound wave Based on the arrival times of the sound waves detected by the detector 6 and the arrival times of the sound waves that have arrived at a plurality of microphones before this sound wave, a synthesis judgment device for judging whether or not these sound waves should be combined, 11 is a combination judgment Only for a set of sound waves determined to be synthesized by the device 10, the arrival direction of the synthesized sound wave is obtained based on the arrival direction and the arrival level of each sound wave, and if not, the arrival direction of each sound wave is detected. A composite sound wave arrival direction calculator for outputting the arrival direction obtained in 8 is a set of sound waves determined to be combined based on the output signals of the sound wave arrival level detector 9 and the combination determiner 10. Is a composite sound wave arrival level calculator that calculates and outputs the composite sound wave composite level, and outputs the composite sound wave arrival level detector 9 outputs the same as they are.

【００１４】以上のように構成された音波到来方向判定
装置について以下その動作を説明する。The operation of the sound wave arrival direction determining apparatus configured as described above will be described below.

【００１５】（図２）において、制御器５の制御によ
り、スイッチ３−１〜３−４が全て同時にＯＮになり、
処理が始まる。まず、最初の音波Ａ1が到来するとマイ
ク１−１〜１−４は同一平面内に存在していないので、
マイク１−１〜１−４の全てに同時に音波Ａ1が到来す
ることはなく、音波Ａ1のマイク１−１〜１−４への到
来時刻は必ずわずかにずれが生じている。マイク１−１
〜１−４に入力された音波は電気信号としてそれぞれア
ンプ２−１〜２−４で増幅され、スイッチ３−１〜３−
４に入力され、スイッチ３−１〜３−４は全てＯＮにな
っているのでスイッチ３−１〜３−４に入力された信号
はそれぞれメモリ４−１〜４−４に逐一格納される。メ
モリ４−１〜４−４は一定時間間隔でデータの格納を行
うので、マイク１−１〜１−４間に生じた音波Ａ1の到
来時間のずれは、メモリ上のデータ格納番地に反映され
ている。続いて到来した音波Ａ2も音波Ａ1と同様に、メ
モリ４−１〜４−４に格納され、制御器５の制御により
スイッチ３−１〜３−４が同時にＯＦＦになるまでの
間、マイク１−１〜１−４に到来した音波Ａn（n=1,2・・
・)が、メモリ４−１〜４−４に格納され続ける。In FIG. 2, all the switches 3-1 to 3-4 are turned on at the same time under the control of the controller 5.
Processing begins. First, when the first sound wave A 1 arrives, the microphones 1-1 to 1-4 do not exist in the same plane.
The sound wave A 1 does not arrive at all of the microphones 1-1 to 1-4 at the same time, and the arrival time of the sound wave A 1 to the microphones 1-1 to 1-4 is always slightly deviated. Microphone 1-1
The sound waves input to 1 to 1-4 are amplified as electric signals by the amplifiers 2-1 to 2-4, respectively, and the switches 3-1 to 3-3-
4 and the switches 3-1 to 3-4 are all ON, so the signals input to the switches 3-1 to 3-4 are stored in the memories 4-1 to 4-4, respectively. Since the memories 4-1 to 4-4 store data at fixed time intervals, the difference in arrival time of the sound wave A 1 generated between the microphones 1-1 to 1-4 is reflected in the data storage address on the memory. Has been done. Similarly to the sound wave A 1 , the subsequently arrived sound wave A 2 is also stored in the memories 4-1 to 4-4, and until the switches 3-1 to 3-4 are simultaneously turned off by the control of the controller 5. Sound waves A n (n = 1,2 ...
.) Continues to be stored in the memories 4-1 to 4-4.

【００１６】制御器５の制御により、スイッチ３−１〜
３−４が同時にＯＦＦにされると、続いて制御器５によ
り、メモリ４−１〜４−４内に格納されたデータへのア
クセスが制御されて、同一音波検出器６と音波到来レベ
ル検出器９へメモリ４−１〜４−４のデータが順に入力
される。同一音波検出器６では、メモリ４−１〜４−４
からそれぞれ出力されるデータを入力することにより、
マイク１−１〜１−４へ到来した音波の波形を比較し
て、音波Ａ1が到来した時刻をマイク１−１〜１−４そ
れぞれについて検出し、音波到来時間差検出器７では、
同一音波検出器６で検出した音波到来時刻をもとに、マ
イク１−１〜１−４それぞれへの音波Ａ1の到来時刻の
差を検出する。The switches 3-1 to 3-1 are controlled by the controller 5.
When 3-4 are turned off at the same time, the controller 5 subsequently controls access to the data stored in the memories 4-1 to 4-4 to detect the same sound wave detector 6 and the sound wave arrival level. The data of the memories 4-1 to 4-4 are sequentially input to the container 9. The same sound wave detector 6 has memories 4-1 to 4-4.
By inputting the data respectively output from
The waveforms of the sound waves arriving at the microphones 1-1 to 1-4 are compared, and the time at which the sound wave A 1 arrives is detected for each of the microphones 1-1 to 1-4, and the sound wave arrival time difference detector 7
Based on the arrival time of the sound wave detected by the same sound wave detector 6, the difference in the arrival time of the sound wave A 1 to each of the microphones 1-1 to 1-4 is detected.

【００１７】音波到来方向検出器８では、音波到来時間
差検出器７で検出された時間差をもとに音波Ａ1の到来
方向を求め、音波到来レベル検出器９では音波Ａ1の到
来レベルが求められる。音波Ａ2についても音波Ａ1と同
様の処理が行われ、音波Ａ2のマイク１−１〜１−４へ
の到来時刻とマイク間での到来時間差と到来方向が求め
られる。合成判定器１０では、同一音波検出器６で検出
された音波Ａ1の到来時刻と音波Ａ2の到来時刻をもと
に、あらかじめ定めた判定基準値と音波Ａ1の到来時刻
と音波Ａ2の到来時刻の差との大小比較を行い、判定基
準値よりも音波Ａ1の到来時刻と音波Ａ2の到来時刻の差
のほうが小さければ、音波Ａ1と音波Ａ2は合成すべきで
あると判定し、そうでなければ合成しなくてもよいと判
定し、この結果を出力する。The sound wave arrival direction detector 8 obtains the arrival direction of the sound wave A 1 based on the time difference detected by the sound wave arrival time difference detector 7, and the sound wave arrival level detector 9 obtains the arrival level of the sound wave A 1. Be done. Processing similar to wave A 1 is performed for the sound waves A 2, is the arrival time difference between the arrival direction between arrival time and the microphone to the microphone 1-1 to 1-4 of the wave A 2 are determined. In the synthesizing judging device 10, based on the arrival time of the sound wave A 1 and the arrival time of the sound wave A 2 detected by the same sound wave detector 6, a predetermined judgment reference value, the arrival time of the sound wave A 1 , and the sound wave A 2 are determined. performs a comparison between the difference in arrival time, the smaller the better the difference between the arrival time and the arrival time of sound waves a 2 of sound waves a 1 than the determination reference value, wave a 1 and wave a 2 should be synthesized If not, it is determined that the combination is not necessary, and this result is output.

【００１８】合成音波到来方向演算器１１では、合成判
定器１０で音波Ａ1と音波Ａ2は合成すべきであると判定
されれば、音波Ａ1と音波Ａ2の到来方向と到来レベルを
もとに合成音波の到来方向を求め出力し、そうでなけれ
ば音波到来方向検出器８で求めた音波Ａ1の到来方向を
出力する。例えば、音波Ａ1と音波Ａ2の合成音波の到来
方向の算出の方法は、音波Ａ1の到来方向をベクトルの
向き、到来レベルをベクトルの大きさとするようなベク
トルＶ1と、音波Ａ2の到来方向をベクトルの向き、到来
レベルをベクトルの大きさとするようなベクトルＶ2を
考え、ベクトルＶ1とベクトルＶ2の合成ベクトルの向き
を音波Ａ1と音波Ａ2の合成音波の到来方向としてもよ
い。合成音波到来レベル演算器では、合成判定器１０で
音波Ａ1と音波Ａ2は合成すべきであると判定されれば、
音波Ａ1と音波Ａ2の到来レベルをもとに合成音波の到来
レベルを求めて出力し、そうでなければ音波到来レベル
検出器９で求めた音波Ａ1の到来レベルを出力する。例
えば、音波Ａ1と音波Ａ2の合成音波の到来レベルの算出
の方法は、音波Ａ1の到来レベルをＬ1、音波Ａ2の到来
レベルをＬ2とし、Ｌ1とＬ2の平均値を音波Ａ1と音波Ａ
2の合成音波の到来レベルとしてもよい。In the composite sound wave arrival direction calculator 11, if the combination judging device 10 judges that the sound waves A 1 and A 2 should be combined, the arrival directions and arrival levels of the sound waves A 1 and A 2 are determined. The arrival direction of the synthetic sound wave is obtained and output based on the original, otherwise, the arrival direction of the sound wave A 1 obtained by the sound wave arrival direction detector 8 is output. For example, the method of calculating the arrival direction of the composite sound waves A 1 and wave A 2, the direction of the vector the direction of arrival of sound waves A 1, the vector V 1 as the incoming level and the magnitude of the vector, wave A 2 Considering a vector V 2 whose arrival direction is the vector direction and arrival level is the vector magnitude, the direction of the composite vector of the vector V 1 and the vector V 2 is the arrival direction of the composite sound wave of the sound wave A 1 and the sound wave A 2. May be In the combined sound wave arrival level calculator, if the combined sound determiner 10 determines that the sound waves A 1 and A 2 should be combined,
Based on the arrival levels of the sound waves A 1 and A 2, the arrival level of the composite sound wave is obtained and output, and otherwise, the arrival level of the sound wave A 1 obtained by the sound wave arrival level detector 9 is output. For example, the method of calculating the arrival level of the composite sound wave of the sound waves A 1 and A 2 is as follows: the arrival level of the sound wave A 1 is L 1 , the arrival level of the sound wave A 2 is L 2, and the average value of L 1 and L 2 is Sound wave A 1 and sound wave A
The arrival level of the synthetic sound wave of 2 may be used.

【００１９】続いて音波Ａn（n=3,4,・・・）についても音
波Ａ1、音波Ａ2と同様の処理が行われ、音波Ａnのマイ
ク１−１〜１−４への到来時刻とマイク間での到来時間
差と到来方向が求められる。音波Ａn-1が音波Ａn-2と合
成された場合には、音波Ａnと音波Ａn+1が合成されるべ
きかどうかを、また音波Ａn-1が音波Ａn-2と合成されな
かった場合には、音波Ａn-1と音波Ａnが合成されるべき
かどうかを、合成判定器１０で判定し、この結果を出力
する。Subsequently, the sound waves A n (n = 3, 4, ...) Are processed in the same manner as the sound waves A 1 and A 2, and the sound waves A n are transmitted to the microphones 1-1 to 1-4. The arrival time, arrival time difference between microphones, and arrival direction are obtained. When the wave A n-1 is combined with sonic A n-2 is whether to sound waves A n and waves A n + 1 are combined, also waves A n-1 is the wave A n-2 When the sound waves A n-1 and the sound waves A n should not be synthesized, the synthesis determination unit 10 determines whether or not they should be synthesized, and outputs the result.

【００２０】合成判定器１０からの出力により音波
Ａ1、Ａ2と同様に、合成音波到来方向演算器１１では、
合成音波の到来方向を求め出力し、合成音波到来レベル
演算器では、合成音波の到来レベルを求めて出力する。
以上のようにして音波の到来方向を判定する。In the same manner as the sound waves A 1 and A 2 by the output from the synthesis judging device 10, the synthetic sound wave arrival direction calculator 11
The arrival direction of the synthetic sound wave is determined and output, and the arrival level calculator for the synthetic sound wave determines and outputs the arrival level of the synthetic sound wave.
The arrival direction of the sound wave is determined as described above.

【００２１】なお、マイク、アンプ、スイッチ、メモリ
は同数ずつの構成であるが、その個数は４個に限らな
い。一般に４個以上が望ましい。The microphones, the amplifiers, the switches, and the memories have the same number, but the number is not limited to four. Generally, four or more are desirable.

【００２２】また、スイッチ３−１〜３−２はマイク１
−１〜１−４とアンプ２−１〜２−４の間に挿入しても
よい。The switches 3-1 to 3-2 are the microphone 1
It may be inserted between the -1 to 1-4 and the amplifiers 2-1 to 2-4.

【００２３】以上のように本実施例によれば、合成判定
器により人間の聴感上では１つの音波として聞こえる、
ほぼ同時に到来した音波は合成すべきであると判定さ
れ、合成音波到来方向演算器により合成音波の到来方向
が算出される。こうして人間の聴感上では１つの音波と
して聞こえる、ほぼ同時に到来した音波は合成され、合
成された音波の到来方向が出力される。As described above, according to this embodiment, the sound is perceived as one sound wave by the synthesis judging device.
It is determined that the sound waves that have arrived almost at the same time should be combined, and the arrival direction of the combined sound wave is calculated by the combined sound wave arrival direction calculator. In this way, the sound waves that are heard as one sound wave by the human sense and that arrive at almost the same time are combined, and the arrival directions of the combined sound waves are output.

【００２４】以下、本発明の第２の実施例における音波
到来方向判定器について、図面を参照しながら説明す
る。A sound wave arrival direction determining device according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２５】（図３）は本発明の第２の実施例における
音波到来方向判定器のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a sound wave arrival direction judging device according to the second embodiment of the present invention.

【００２６】（図３）において、１−１〜１−４は同一
平面内に存在しないように配置されたマイク、２−１〜
２−４はマイク１−１〜１−４からの出力信号をそれぞ
れ入力するアンプ、３−１〜３−４はアンプ２−１〜２
−４からの出力信号をそれぞれ入力するスイッチ、４−
１〜４−４はスイッチ３−１〜３−４からの出力信号を
それぞれ蓄えておくメモリ、５はスイッチ３−１〜３−
４の制御とメモリ４−１〜４−４へのアクセスの制御を
行う制御器、６はメモリ４−１〜４−４から出力された
信号の組がマイク１−１〜１−４へ到来した同一の音波
かどうかを検出する同一音波検出器、７は同一音波検出
器６からの出力信号によりマイク１−１〜１−４それぞ
れへの音波の到来時刻の差を検出する音波到来時間差検
出器、８は音波到来時間差検出器７からの出力信号によ
り音波の到来方向を算出する音波到来方向検出器、９は
音波の到来レベルを求める音波到来レベル検出器、１０
は同一音波検出器６で検出された音波到来時刻とこの音
波以前に複数のマイクに到来した音波の到来時刻とをも
とに、これらの音波を合成すべきかどうかを判定する合
成判定器、１３は合成判定器１０で合成すべきであると
判定された音波の組についてのみ、それぞれの音波の到
来方向と到来レベルをもとに音波を合成して合成音波の
到来方向と到来レベルを出力し、そうでないものはそれ
ぞれ音波到来方向検出器８で求めた到来方向と音波到来
レベル検出器９からの出力とをそのまま出力する音波合
成器である。In FIG. 3, 1-1 to 1-4 are microphones 2-1 to 2-1 arranged so that they do not exist in the same plane.
2-4 is an amplifier for inputting the output signals from the microphones 1-1 to 1-4, and 3-1 to 3-4 are amplifiers 2-1 to 2-2.
Switches for inputting output signals from -4, 4-
1 to 4-4 are memories for storing output signals from the switches 3-1 to 3-4, and 5 is a switch 3-1 to 3-3-
4, a controller for controlling access to the memories 4-1 to 4-4, and 6 a set of signals output from the memories 4-1 to 4-4 to the microphones 1-1 to 1-4. The same sound wave detector for detecting whether they are the same sound wave, 7 is a sound wave arrival time difference detection for detecting a difference in arrival time of sound waves to each of the microphones 1-1 to 1-4 by the output signal from the same sound wave detector 6. A sound wave arrival direction detector 8 calculates the sound wave arrival direction based on the output signal from the sound wave arrival time difference detector 7, and a sound wave arrival level detector 9 obtains the sound wave arrival level.
Is a synthesis determination unit that determines whether these sound waves should be synthesized based on the arrival time of the sound waves detected by the same sound wave detector 6 and the arrival times of the sound waves that have arrived at a plurality of microphones before this sound wave. Only for a set of sound waves determined to be synthesized by the synthesis determiner 10, synthesizes sound waves based on the arrival direction and arrival level of each sound wave and outputs the arrival direction and arrival level of the composite sound wave. The other ones are sound wave synthesizers that output the arrival direction obtained by the sound wave arrival direction detector 8 and the output from the sound wave arrival level detector 9 as they are.

【００２７】制御器５の制御により、スイッチ３−１〜
３−４が全て同時にＯＮになり、処理が始まる。まず、
最初の音波Ａ1が到来するとマイク１−１〜１−４は同
一平面内に存在していないので、マイク１−１〜１−４
の全てに同時に音波Ａ1が到来することはなく、音波Ａ1
のマイク１−１〜１−４への到来時刻は必ずわずかにず
れが生じている。マイク１−１〜１−４に入力された音
波は電気信号としてそれぞれアンプ２−１〜２−４で増
幅され、スイッチ３−１〜３−４に入力され、スイッチ
３−１〜３−４は全てＯＮになっているのでスイッチ３
−１〜３−４に入力された信号はそれぞれメモリ４−１
〜４−４に逐一格納される。メモリ４−１〜４−４は一
定時間間隔でデータの格納を行うので、マイク１−１〜
１−４間に生じた音波Ａ1の到来時間のずれは、メモリ
上のデータ格納番地に反映されている。続いて到来した
音波Ａ2も音波Ａ1と同様に、メモリ４−１〜４−４に格
納され、制御器５の制御によりスイッチ３−１〜３−４
が同時にＯＦＦになるまでの間、マイク１−１〜１−４
に到来した音波Ａn（n=1,2・・・)が、メモリ４−１〜４−
４に格納され続ける。The switches 3-1 to 3-1 are controlled by the controller 5.
All 3-4 are turned on at the same time, and the process starts. First,
When the first sound wave A 1 arrives, the microphones 1-1 to 1-4 do not exist in the same plane, so the microphones 1-1 to 1-4
Not simultaneously waves A 1 arrives at all, wave A 1
The arrival times at the microphones 1-1 to 1-4 are always slightly deviated. The sound waves input to the microphones 1-1 to 1-4 are amplified as electric signals by the amplifiers 2-1 to 2-4, respectively, and input to the switches 3-1 to 3-4, and the switches 3-1 to 3-4. Are all on, so switch 3
The signals input to -1 to 3-4 are respectively stored in the memory 4-1.
Stored one by one in 4-4. Since the memories 4-1 to 4-4 store data at regular time intervals, the microphones 1-1 to 1-1
The difference in arrival time of the sound wave A 1 generated between 1-4 is reflected in the data storage address on the memory. Similarly to the sound wave A 1 , the sound wave A 2 that has subsequently arrived is stored in the memories 4-1 to 4-4, and the switches 3-1 to 3-4 are controlled by the controller 5.
Microphones 1-1 to 1-4 until both are turned off at the same time.
Sound waves A n (n = 1,2 ...) Arriving at the memory 4-1 to 4-
Continue to be stored in 4.

【００２８】制御器５の制御により、スイッチ３−１〜
３−４が同時にＯＦＦにされると、続いて制御器５によ
り、メモリ４−１〜４−４内に格納されたデータへのア
クセスが制御されて、同一音波検出器６と音波到来レベ
ル検出器９へメモリ４−１〜４−４のデータが順に入力
される。同一音波検出器６では、メモリ４−１〜４−４
からそれぞれ出力されるデータを入力することにより、
マイク１−１〜１−４へ到来した音波の波形を比較し
て、音波Ａ1が到来した時刻をマイク１−１〜１−４そ
れぞれについて検出し、音波到来時間差検出器７では、
同一音波検出器６で検出した音波到来時刻をもとに、マ
イク１−１〜１−４それぞれへの音波Ａ1の到来時刻の
差を検出する。The switches 3-1 to 3-1 are controlled by the controller 5.
When 3-4 are turned off at the same time, the controller 5 subsequently controls access to the data stored in the memories 4-1 to 4-4 to detect the same sound wave detector 6 and the sound wave arrival level. The data of the memories 4-1 to 4-4 are sequentially input to the container 9. The same sound wave detector 6 has memories 4-1 to 4-4.
By inputting the data respectively output from
The waveforms of the sound waves arriving at the microphones 1-1 to 1-4 are compared, and the time at which the sound wave A 1 arrives is detected for each of the microphones 1-1 to 1-4, and the sound wave arrival time difference detector 7
Based on the arrival time of the sound wave detected by the same sound wave detector 6, the difference in the arrival time of the sound wave A 1 to each of the microphones 1-1 to 1-4 is detected.

【００２９】音波到来方向検出器８では、音波到来時間
差検出器７で検出された時間差をもとに音波Ａ1の到来
方向を求め、音波到来レベル検出器９では音波Ａ1の到
来レベルが求められる。音波Ａ2についても音波Ａ1と同
様の処理が行われ、音波Ａ2のマイク１−１〜１−４へ
の到来時刻とマイク間での到来時間差と到来方向が求め
られる。合成判定器１０では、同一音波検出器６で検出
された音波Ａ1の到来時刻と音波Ａ2の到来時刻をもと
に、あらかじめ定めた判定基準値と音波Ａ1の到来時刻
と音波Ａ2の到来時刻の差との大小比較を行い、判定基
準値よりも音波Ａ1の到来時刻と音波Ａ2の到来時刻の差
のほうが小さければ、音波Ａ1と音波Ａ2は合成すべきで
あると判定し、そうでなければ合成しなくてもよいと判
定し、この結果を出力する。The sound wave arrival direction detector 8 finds the arrival direction of the sound wave A 1 based on the time difference detected by the sound wave arrival time difference detector 7, and the sound wave arrival level detector 9 finds the arrival level of the sound wave A 1. Be done. Processing similar to wave A 1 is performed for the sound waves A 2, is the arrival time difference between the arrival direction between arrival time and the microphone to the microphone 1-1 to 1-4 of the wave A 2 are determined. In the synthesizing judging device 10, based on the arrival time of the sound wave A 1 and the arrival time of the sound wave A 2 detected by the same sound wave detector 6, a predetermined judgment reference value, the arrival time of the sound wave A 1 , and the sound wave A 2 are determined. performs a comparison between the difference in arrival time, the smaller the better the difference between the arrival time and the arrival time of sound waves a 2 of sound waves a 1 than the determination reference value, wave a 1 and wave a 2 should be synthesized If not, it is determined that the combination is not necessary, and this result is output.

【００３０】音波合成器１３では、合成判定器１０で合
成すべきであると判定された音波の組についてのみそれ
ぞれの音波の到来方向と到来レベルをもとに音波を合成
して合成音波の到来方向と到来レベルを出力し、そうで
ないものはそれぞれ音波到来方向検出器８で求めた到来
方向と音波到来レベル検出器９からの出力とをそのまま
出力する。The sound wave synthesizer 13 synthesizes sound waves based on the arrival direction and the arrival level of each sound wave only for the set of sound waves judged to be synthesized by the synthesis judgment device 10, and arrives at the synthesized sound wave. The direction and the arrival level are output, and the other directions output the arrival direction obtained by the sound wave arrival direction detector 8 and the output from the sound wave arrival level detector 9 as they are.

【００３１】続いて音波Ａn（n=3,4,・・・）についても音
波Ａ1、音波Ａ2と同様の処理が行われ、音波Ａnのマイ
ク１−１〜１−４への到来時刻とマイク間での到来時間
差と到来方向が求められる。音波Ａn-1が音波Ａn-2と合
成された場合には、音波Ａnと音波Ａn+1が合成されるべ
きかどうかを、また音波Ａn-1が音波Ａn-2と合成されな
かった場合には、音波Ａn-1と音波Ａnが合成されるべき
かどうかを、合成判定器１０で判定し、この結果を出力
する。Subsequently, the sound waves A n (n = 3, 4, ...) Are processed in the same manner as the sound waves A 1 and A 2, and the sound waves A n are transmitted to the microphones 1-1 to 1-4. The arrival time, arrival time difference between microphones, and arrival direction are obtained. When the wave A n-1 is combined with sonic A n-2 is whether to sound waves A n and waves A n + 1 are combined, also waves A n-1 is the wave A n-2 When the sound waves A n-1 and the sound waves A n should not be synthesized, the synthesis determination unit 10 determines whether or not they should be synthesized, and outputs the result.

【００３２】合成判定器１０からの出力により音波
Ａ1、Ａ2のときと同様に、音波合成器１３では、合成判
定器１０で合成すべきであると判定された音波の組につ
いてのみそれぞれの音波の到来方向と到来レベルをもと
に音波を合成して合成音波の到来方向と到来レベルを出
力し、そうでないものはそれぞれ音波到来方向検出器８
で求めた到来方向と音波到来レベル検出器９からの出力
とをそのまま出力する。Similar to the case of the sound waves A 1 and A 2 by the output from the synthesis judging device 10, the sound wave synthesizer 13 determines only the set of sound waves which should be synthesized by the synthesis judging device 10. Based on the arrival direction and arrival level of the sound wave, the sound waves are combined to output the arrival direction and the arrival level of the composite sound wave.
The arrival direction and the output from the sound wave arrival level detector 9 obtained in step 3 are output as they are.

【００３３】なお、マイク、アンプ、スイッチ、メモリ
は同数ずつの構成であるが、その個数は４個に限らな
い。一般に４個以上が望ましい。Although the same number of microphones, amplifiers, switches, and memories are provided, the number is not limited to four. Generally, four or more are desirable.

【００３４】また、スイッチ３−１〜３−２はマイク１
−１〜１−４とアンプ２−１〜２−４の間に挿入しても
よい。The switches 3-1 to 3-2 are the microphone 1
It may be inserted between the -1 to 1-4 and the amplifiers 2-1 to 2-4.

【００３５】次に、音波合成器１３における音波の合成
方法について説明する。（図４）は本実施例の音波到来
方向判定器を構成している音波合成器の信号処理部２０
の構成を概念的に示す模式図、（図５）は上記信号処理
部に学習処理を施すために用いられる学習処理装置の構
成を示すブロック図である。Next, a method of synthesizing a sound wave in the sound wave synthesizer 13 will be described. (FIG. 4) is a signal processing unit 20 of the sound wave synthesizer which constitutes the sound wave arrival direction judging device of this embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram conceptually showing the configuration of FIG. 5, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a learning processing device used for performing a learning process on the signal processing unit.

【００３６】（図６（ａ））は上記信号処理部に学習処
理を施す際の学習用の入力音波データの内容を示すため
の模式図、（図６（ｂ））は上記入力音波データに対す
る教師信号として与える音波データの内容を示すための
模式図である。FIG. 6 (a) is a schematic diagram showing the contents of the input sound wave data for learning when the signal processing section is subjected to the learning process, and FIG. 6 (b) is for the input sound wave data. It is a schematic diagram for showing the content of the sound wave data given as a teacher signal.

【００３７】（図４）に示す信号処理部は、入力音波デ
ータＤIを入力し、それぞれニューロンに対応する信号
処理を行う５０個のユニット（Ｉ1）〜（Ｉ50）にて構
成した入力層２１と、前記入力層２１の各ユニット（Ｉ
1）〜（Ｉ50）に結合され、それぞれニューロンに対応
する信号処理を行う１２個のユニット（Ｈ1）〜
（Ｈ1 2）にて構成された中間層２２と、前記中間層２２
の各ユニット（Ｈ1）〜（Ｈ12）に結合され、それぞれ
ニューロンに対応する信号処理を行う５０個のユニット
（Ｏ1）〜（Ｏ50）にて構成された出力層２３とからな
る３層構造のニューラル・ネットワークにて構成されて
おり、前記信号処理部２０に（図５）に示す構成の学習
処理装置装置４０にて予め所望の音波合成の学習処理が
施されている。The signal processing unit shown in FIG. 4 is composed of 50 units (I 1 ) to (I 50 ) for inputting input sound wave data D I and performing signal processing corresponding to neurons. The layer 21 and each unit (I
1 ) to (I 50 ) and 12 units (H 1 ) to perform signal processing corresponding to neurons, respectively.
An intermediate layer 22 made of (H 1 2 ) and the intermediate layer 22.
3 is composed of an output layer 23 which is connected to each of the units (H 1 ) to (H 12 ) and is composed of 50 units (O 1 ) to (O 50 ) which respectively perform signal processing corresponding to the neuron. It is composed of a neural network having a layered structure, and the learning processing device 40 having the structure shown in FIG.

【００３８】上記学習処理装置４０は、３層構造のニュ
ーラル・ネットワークにて構成した信号処理部２０に対
してバック・プロパゲーション（ Back propagation ：
逆伝播）学習制（「Parallel Distributed Processin
g」Vol.1 The MITPress 1986 や日経エレクトロニクス
1987年8月10日号、No.427.pp115-124等参照）に従った
学習処理を行うもので、入力層２１に入力される入力音
波データＤIについて、入力音波データに特定の合成処
理を施した音波データを、教師信号ＤTとして、出力層
２３から得られる出力信号ＤOと教師信号ＤTとの誤差情
報に基づいて、自乗誤差を極小化するように、出力層２
３から入力層２１に向かって各ユニット間の結合の強さ
の係数ｗjiを順次変化させる学習処理を、学習処理部３
０にて、上記信号処理部２０に施す。The learning processing device 40 back-propagates (back propagation) to the signal processing unit 20 constituted by a three-layered neural network.
Backpropagation) Learning system ("Parallel Distributed Processin"
g ”Vol.1 The MITPress 1986 and Nikkei Electronics
Learning process according to the August 10, 1987 issue, No. 427.pp115-124, etc.). The input sound wave data D I input to the input layer 21 is subjected to a specific synthesis process for the input sound wave data. The sound wave data subjected to the above is used as a teacher signal D T , and the square error is minimized based on the error information between the output signal D O and the teacher signal D T obtained from the output layer 23.
The learning processing unit 3 sequentially performs the learning process of sequentially changing the coupling strength coefficient w ji between the units from 3 toward the input layer 21.
At 0, the signal processing unit 20 is applied.

【００３９】前記学習処理装置４０では、例えば、（図
６（ａ））に示すように、ある特徴Ａを示す音波の到来
角度を等間隔に５０個に分割し、それぞれの区間におい
てその区間に属している音波のレベルを、Ａ1〜Ａ50と
し、これらをまとめて学習用の入力音波データＤIとし
て信号処理部２０の入力層２１を構成している５０個の
ユニット（Ｉ1）〜（Ｉ50）に与えるとともに、（図６
（ｂ））に示すように、教師信号ＤTとして上記学習処
理用の入力音波データＤIに対して、合成後の音波が人
間の聴感上で合成される音波にできるだけ近いように、
好ましい合成処理を施した音波データＡ’1〜Ａ’
50を、前記学習処理部３０に与える。また、前記学習処
理部３０にて出力層２３のユニット（Ｏ1）〜（Ｏ50）
から得られる出力信号ＤOと教師信号ＤTとの誤差情報に
基づいて入力層２１から出力層２３に向かって、各ユニ
ット間の結合の強さの係数ｗjiを学習する学習処理を信
号処理部２０に施す。上記特徴Ａを示す音波データＡ1
〜Ａ50についての学習処理を終了したならば、他の特徴
Ｂを示す音波の到来角度を等間隔に５０個に分割し、そ
れぞれの区間においてその区間に属している音波のレベ
ルをＢ1〜Ｂ50とし、これらをまとめて学習用の入力音
波データＤIとして信号処理部２０の入力層２１を構成
している５０個のユニット（Ｉ1）〜（Ｉ50）に与える
とともに、上記学習処理用の入力音波データＤIに対し
て、合成後の音波が人間の聴感上で合成される音波にで
きるだけ近いように、好ましい合成処理を施した音波デ
ータＢ’1〜Ｂ’50を、教師信号ＤTとして前記学習処理
部３０に与え、学習処理部３０にて出力層２３のユニッ
ト（Ｏ1）〜（Ｏ50）から得られる出力信号ＤOと教師信
号Ｄ Tとの誤差情報に基づいて、各ユニット間の結合の
強さの係数ｗjiを出力層２３から入力層２１に向かって
学習する学習処理を信号処理部２０に施す。以下、同様
に音波データの合成についての学習処理を信号処理部２
０に施す。In the learning processing device 40, for example,
6 (a)), arrival of a sound wave showing a certain feature A
Divide the angle into 50 at equal intervals, and
The sound wave level belonging to that section is1~ AFiftyWhen
Input sound data D for learningIage
The input layer 21 of the signal processing unit 20
Unit (I1) ~ (IFifty) And (Fig. 6
As shown in (b)), the teacher signal DTAs above learning
Reasonable input sound wave data DIOn the other hand, the sound wave after synthesis is human
As close as possible to the sound waves that are synthesized in the sense of hearing between,
Sound wave data A ′ subjected to preferable synthesis processing1~ A '
FiftyIs given to the learning processing unit 30. Also, the learning process
In the processing unit 30, the unit (O1) ~ (OFifty)
Output signal D obtained fromOAnd teacher signal DTError information
From the input layer 21 toward the output layer 23,
Coefficient w of bond strength betweenjiTrust the learning process to learn
No. processing unit 20. Sound wave data A showing the above feature A1
~ AFiftyIf you finish the learning process for
The arrival angle of the sound wave indicating B is divided into 50 equal intervals and
In each section, the level of the sound waves belonging to that section
Le B1~ BFiftyAnd put them together to learn the input sound
Wave data DIThe input layer 21 of the signal processing unit 20 is configured as
50 units (I1) ~ (IFifty) Give to
In addition, the input sound wave data D for the learning processIAgainst
The sound wave after synthesis is the sound wave synthesized by the human sense of hearing.
Make sure that the sound wave
Data B '1~ B ’FiftyIs the teacher signal DTAs the learning process
The learning processing unit 30 gives the unit of the output layer 23.
To (O1) ~ (OFiftyOutput signal D obtained fromOAnd teacher confidence
Issue D TBased on the error information between and,
Strength coefficient wjiFrom the output layer 23 to the input layer 21
A learning process for learning is performed on the signal processing unit 20. And so on
The signal processing unit 2 performs learning processing for synthesizing sound wave data.
Apply to 0.

【００４０】上述の学習処理が施された信号処理部２０
では、上記学習処理により前記各ユニット間の結合の強
さの係数ｗjiとして音波圧縮処理用の情報テンプレート
が形成され、上記音波以外の任意の入力音波データＤI
を入力層２１のユニット（Ｉ1）〜（Ｉ50）に入力した
場合にも、出力層２３のユニット（Ｏ1）〜（Ｏ50）か
らの出力信号として全ての音波データについて合成音波
データを作成することができる。The signal processing unit 20 which has been subjected to the above-described learning processing.
Then, an information template for sound wave compression processing is formed as a coefficient w ji of the coupling strength between the respective units by the learning processing, and any input sound wave data D I other than the sound waves described above is formed.
Even when inputting to the units (I 1 ) to (I 50 ) of the input layer 21, synthetic sound wave data is output as output signals from the units (O 1 ) to (O 50 ) of the output layer 23 for all sound wave data. Can be created.

【００４１】なお、本発明は、上述の実施例のみに限定
されるものでなく、上述の学習処理にて音波合成用の情
報テンプレートを形成することにより、入力音波データ
に対する各種合成処理を自由に行うことができる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various synthesis processes for input sound wave data can be freely performed by forming an information template for sound wave synthesis by the above-described learning process. It can be carried out.

【００４２】また、上記バック・プロパゲーション学習
制以外の学習アルゴリズムを採用して、学習処理部３０
に学習処理を施すようにしてもよい。Further, a learning algorithm other than the above-described back propagation learning system is adopted, and the learning processing unit 30
May be subjected to learning processing.

【００４３】以上のように本実施例によれば、合成判定
器により人間の聴感上では１つの音波として聞こえる、
ほぼ同時に到来した音波は合成すべきであると判定さ
れ、合成音波到来方向演算器により合成音波の到来方向
が算出される。こうして人間の聴感上では１つの音波と
して聞こえる、ほぼ同時に到来した音波は合成され、合
成された音波の到来方向が出力される。As described above, according to this embodiment, the sound is perceived as one sound wave by the synthesis judging device.
It is determined that the sound waves that have arrived almost at the same time should be combined, and the arrival direction of the combined sound wave is calculated by the combined sound wave arrival direction calculator. In this way, the sound waves that are heard as one sound wave by the human sense and that arrive at almost the same time are combined, and the arrival directions of the combined sound waves are output.

【００４４】また、本発明は、それぞれニューロンに対
応する信号処理を行う複数のユニットにて構成された入
力層、中間層及び、出力層から成り、学習機能を有する
音波合成器の信号処理部に対して、予め、入力層に入力
される入力音波データごとに、入力反音波データに特定
の圧縮処理を施した音波データを教師信号として、出力
層から得られる出力信号と教師信号との誤差情報に基づ
いて、各ユニット間の結合の強さの係数を学習する学習
処理を施し、学習処理済みの前記信号処理部にて、任意
の音波データに対して特定の合成処理を施す。The present invention also provides a signal processor of a sound synthesizer having a learning function, which is composed of an input layer, an intermediate layer, and an output layer each of which is composed of a plurality of units for performing signal processing corresponding to a neuron. On the other hand, for each input sound wave data input to the input layer in advance, sound wave data obtained by performing a specific compression process on the input sound wave data is used as a teacher signal, and error information between the output signal obtained from the output layer and the teacher signal Based on the above, the learning process for learning the coefficient of the coupling strength between the units is performed, and the signal processing unit that has undergone the learning process performs a specific combining process on arbitrary sound wave data.

【００４５】従って、本発明によれば、上記信号処理部
に対する学習処理の際に教師信号として与える音波デー
タにより、任意の音波合成機能を実現することができ、
学習処理済みの信号処理部にて任意のに入力音波データ
に対して特定の合成処理を施すことにより、簡単な回路
網にて複雑な音波合成処理を高速に行うことができる。Therefore, according to the present invention, an arbitrary sound wave synthesizing function can be realized by the sound wave data given as a teacher signal at the time of the learning process for the signal processing unit.
By performing a specific synthesis process on the input sound wave data arbitrarily in the learned signal processing unit, it is possible to perform a complicated sound wave synthesis process at high speed with a simple circuit network.

【００４６】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、合成判定
器により人間の聴感上では１つの音波として聞こえる、
ほぼ同時に到来した音波は合成すべきであると判定さ
れ、合成音波到来方向演算器により合成音波の到来方向
が算出される。こうして人間の聴感上では１つの音波と
して聞こえる、ほぼ同時に到来した音波は合成され、合
成された音波の到来方向が出力される。As described above, according to the present invention, the sound is perceived as one sound wave by the synthesis judging device.
It is determined that the sound waves that have arrived almost at the same time should be combined, and the arrival direction of the combined sound wave is calculated by the combined sound wave arrival direction calculator. In this way, the sound waves that are heard as one sound wave by the human sense and that arrive at almost the same time are combined, and the arrival directions of the combined sound waves are output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】従来の音波到来方向判定装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a conventional sound wave arrival direction determination device.

【図２】本発明の第１の実施例における音波到来方向判
定装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a sound wave arrival direction determination apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第２の実施例における音波到来方向判
定器のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a sound wave arrival direction determination device according to a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第２の実施例における信号処理部の構
成を概念的に示す模式図FIG. 4 is a schematic diagram conceptually showing the configuration of a signal processing unit in the second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第２の実施例の信号処理部に学習処理
を施すために用いられる学習処理装置の構成を示すブロ
ック図FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a learning processing device used for performing a learning process on a signal processing unit according to a second embodiment of the present invention.

【図６】（ａ）は本発明の第２の実施例における信号処
理部に学習処理を施す際の学習用の入力音波データの内
容を示すための模式図 （ｂ）は本発明の第２の実施例における信号処理部に学
習処理を施す際、教師信号として与える音波データの内
容を示すための模式図FIG. 6A is a schematic diagram showing the contents of input sound wave data for learning when performing a learning process on the signal processing unit in the second embodiment of the present invention. FIG. Schematic diagram showing the content of the sound wave data given as a teacher signal when the learning processing is applied to the signal processing unit in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１−１〜１−４ マイク ２−１〜２−４ アンプ ３−１〜３−４ スイッチ ４−１〜４−４ メモリ ５ 制御器 ６ 同一音波検出器 ７ 音波到来時間差検出器 ８ 音波到来方向検出器 ９ 音波到来レベル検出器 １０ 合成判定器 １１ 合成音波到来方向演算器 １２ 合成音波到来レベル演算器 １３ 音波合成器 ２０ 信号処理部 ２１ 入力層 ２２ 中間層 ２３ 出力層 ３０ 学習処理部 ４０ 学習処理装置 1-1 to 1-4 Microphone 2-1 to 2-4 Amplifier 3-1 to 3-4 Switch 4-1 to 4-4 Memory 5 Controller 6 Same sound wave detector 7 Sound wave arrival time difference detector 8 Sound wave arrival direction Detector 9 Sound wave arrival level detector 10 Synthesis decision device 11 Composite sound wave arrival direction calculator 12 Synthetic sound wave arrival level calculator 13 Sound wave synthesizer 20 Signal processing unit 21 Input layer 22 Intermediate layer 23 Output layer 30 Learning processing unit 40 Learning processing apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoji Matsumoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 複数のマイクと、前記複数のマイクから
の出力信号をそれぞれ入力する複数のスイッチと、前記
複数のスイッチからの出力信号をそれぞれ蓄えておく複
数のメモリと、前記複数のスイッチの制御と前記複数の
メモリへのアクセスの制御を行う制御器と、前記複数の
メモリから出力された信号の組が前記複数のマイクへ到
来した同一の音波かどうかを検出する同一音波検出器
と、前記同一音波検出器からの出力信号により前記複数
のマイクそれぞれへの音波の到来時刻の差を検出する音
波到来時間差検出器と、前記音波到来時間差検出器から
の出力信号により音波の到来方向を算出する音波到来方
向検出器と、前記複数のメモリからの出力信号により前
記複数のマイクへの音波の到来レベルを検出する音波到
来レベル検出器と、前記同一音波検出器からの出力信号
により略同時刻に前記マイクに到来した別の音波がある
場合にこれらを合成して１つの音波とすべきであると判
定する合成判定器と、前記音波到来レベル検出器と前記
合成判定器の出力信号をもとに合成音波の合成レベルを
算出する合成音波到来レベル演算器と、前記合成判定器
と前記音波到来方向検出器と前記音波到来レベル検出器
とからの出力信号をもとに合成音波の到来方向を算出す
る合成音波到来方向演算器とを有する音波到来方向判定
装置。1. A plurality of microphones, a plurality of switches for inputting output signals from the plurality of microphones, a plurality of memories for storing output signals from the plurality of switches, and a plurality of switches of the plurality of switches. A controller that controls and controls access to the plurality of memories, and a same sound wave detector that detects whether a pair of signals output from the plurality of memories is the same sound wave that has arrived at the plurality of microphones, A sound wave arrival time difference detector that detects a difference in arrival time of sound waves to each of the plurality of microphones based on an output signal from the same sound wave detector, and an arrival direction of a sound wave is calculated from an output signal from the sound wave arrival time difference detector. A sound wave arrival direction detector, and a sound wave arrival level detector that detects arrival levels of sound waves to the plurality of microphones based on output signals from the plurality of memories. When there is another sound wave that has arrived at the microphone at approximately the same time based on the output signal from the same sound wave detector, a synthesis judgment device that judges that these sound waves should be combined into one sound wave, and the sound wave arrival A composite sound wave arrival level calculator for calculating the composite level of the composite sound wave based on the output signals of the level detector and the composite judgment device; the composite judgment device, the sound wave arrival direction detector, and the sound wave arrival level detector; Arrival direction determination device having a combined sound wave arrival direction calculator that calculates the arrival direction of the combined sound wave based on the output signal from the device. 【請求項２】 複数のマイクと、前記複数のマイクから
の出力信号をそれぞれ入力する複数のスイッチと、前記
複数のスイッチからの出力信号をそれぞれ蓄えておく複
数のメモリと、前記複数のスイッチの制御と前記複数の
メモリへのアクセスの制御を行う制御器と、前記複数の
メモリから出力された信号の組が前記複数のマイクへ到
来した同一の音波かどうかを検出する同一音波検出器
と、前記同一音波検出器からの出力信号により前記複数
のマイクそれぞれへの音波の到来時刻の差を検出する音
波到来時間差検出器と、前記音波到来時間差検出器から
の出力信号により音波の到来方向を算出する音波到来方
向検出器と、前記複数のメモリからの出力信号により前
記複数のマイクへの音波の到来レベルを検出する音波到
来レベル検出器と、前記同一音波検出器からの出力信号
により略同時刻に前記マイクに到来した別の音波がある
場合にこれらを合成して１つの音波とすべきであると判
定する合成判定器と、前記合成判定器で合成すべきであ
ると判定された音波の組についてのみ、それぞれの音波
の到来方向と到来レベルをもとに音波を合成して合成音
波の到来方向と到来レベルを出力し、そうでないものは
それぞれ音波到来方向検出器８で求めた到来方向と音波
到来レベル検出器９からの出力とをそのまま出力する音
波合成器とを有する音波到来方向判定装置。2. A plurality of microphones, a plurality of switches for inputting output signals from the plurality of microphones, a plurality of memories for storing output signals from the plurality of switches, and a plurality of switches of the plurality of switches. A controller that controls and controls access to the plurality of memories, and a same sound wave detector that detects whether a pair of signals output from the plurality of memories is the same sound wave that has arrived at the plurality of microphones, A sound wave arrival time difference detector that detects a difference in arrival time of sound waves to each of the plurality of microphones based on an output signal from the same sound wave detector, and an arrival direction of a sound wave is calculated from an output signal from the sound wave arrival time difference detector. A sound wave arrival direction detector, and a sound wave arrival level detector that detects arrival levels of sound waves to the plurality of microphones based on output signals from the plurality of memories. When there is another sound wave that has arrived at the microphone at approximately the same time based on the output signal from the same sound wave detector, it is determined that these sound waves should be combined into one sound wave, and the above-mentioned synthesis judgment Only for a set of sound waves determined to be synthesized by the device, the sound waves are synthesized based on the arrival direction and arrival level of each sound wave, and the arrival direction and arrival level of the synthesized sound wave are output. Is a sound wave arrival direction determination device having a sound wave synthesizer which outputs the arrival direction obtained by the sound wave arrival direction detector 8 and the output from the sound wave arrival level detector 9 as they are. 【請求項３】 音波合成器は、それぞれニューロンに対
応する信号処理を行う複数のユニットにて構成された入
力層、中間層及び出力層からなる学習機能を有する信号
処理部を備え、前記入力層に入力される複数の音波のデ
ータについて特定の合成処理を施した１つの音波のデー
タを教師信号として、前記出力層から得られる出力信号
と前記教師信号との誤差情報に基づいて前記各ユニット
間の結合の強さの係数を学習する学習処理を前記信号処
理部に施し、前記学習処理済みの前記信号処理部にて任
意の複数の音波のデータに対して特定の合成処理を施す
ことを特徴とする請求項２記載の音波到来方向判定器。3. The sound wave synthesizer includes a signal processing unit having a learning function, which includes an input layer, an intermediate layer, and an output layer each of which is composed of a plurality of units for performing signal processing corresponding to a neuron, and the input layer Based on error information between the output signal obtained from the output layer and the teacher signal, one unit of sound wave data obtained by subjecting a plurality of pieces of sound wave data input to The learning processing for learning the coefficient of the coupling strength is performed on the signal processing unit, and the signal processing unit that has undergone the learning processing performs a specific combining process on arbitrary plural sound wave data. The sound wave arrival direction determination device according to claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007235334A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Victor Co Of Japan Ltd Audio apparatus and directive sound generating method
JP4670682B2 (en) * 2006-02-28 2011-04-13 日本ビクター株式会社 Audio apparatus and directional sound generation method

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