JPH07287062A - 音声方向センサ - Google Patents
音声方向センサInfo
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- JPH07287062A JPH07287062A JP7880894A JP7880894A JPH07287062A JP H07287062 A JPH07287062 A JP H07287062A JP 7880894 A JP7880894 A JP 7880894A JP 7880894 A JP7880894 A JP 7880894A JP H07287062 A JPH07287062 A JP H07287062A
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- JP
- Japan
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- signal
- voice
- microphone units
- direction sensor
- arbitrary
- Prior art date
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- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で任意の音声信号の到来する方向
を計測する。 【構成】 マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂで収音さ
れた音声信号がバンドパスフィルタ３Ａ、３Ｂに供給さ
れ、一方のフィルタ３Ａを通過した信号が、それぞれ単
位遅延時間（τ）を有する遅延素子４1 〜４k を通じて
演算器５0 〜５kに供給される。また他方のフィルタ３
Ｂを通過した信号が遅延手段６を通じて演算器５0 〜５
k に供給される。さらにこれらの演算器５0 〜５k から
の減算信号が検出回路７0 〜７k に供給される。またフ
ィルタ３Ｂの入出力端の信号が検出回路８に供給され、
注目される音声信号であるか否かの判断が行われる。こ
の検出回路８の出力信号が検出回路７0 〜７k に供給さ
れ、収音された音声信号の時間差（ｔ）が測定される。
この検出回路７0 〜７k の出力信号が演算部９に供給さ
れ、音声信号の到来する方向の演算結果が出力端子１０
に取り出される。
を計測する。 【構成】 マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂで収音さ
れた音声信号がバンドパスフィルタ３Ａ、３Ｂに供給さ
れ、一方のフィルタ３Ａを通過した信号が、それぞれ単
位遅延時間（τ）を有する遅延素子４1 〜４k を通じて
演算器５0 〜５kに供給される。また他方のフィルタ３
Ｂを通過した信号が遅延手段６を通じて演算器５0 〜５
k に供給される。さらにこれらの演算器５0 〜５k から
の減算信号が検出回路７0 〜７k に供給される。またフ
ィルタ３Ｂの入出力端の信号が検出回路８に供給され、
注目される音声信号であるか否かの判断が行われる。こ
の検出回路８の出力信号が検出回路７0 〜７k に供給さ
れ、収音された音声信号の時間差（ｔ）が測定される。
この検出回路７0 〜７k の出力信号が演算部９に供給さ
れ、音声信号の到来する方向の演算結果が出力端子１０
に取り出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、収音される音声信号の
到来する方向を計測する音声方向センサに関するもので
ある。
到来する方向を計測する音声方向センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるステレオ音響装置において、任
意の間隔を設けて配置された例えば２個のマイクロフォ
ンユニットで収音された音声信号を、それぞれスピーカ
から発声させることによって、収音された音声信号の音
場が再現されることが知られている。
意の間隔を設けて配置された例えば２個のマイクロフォ
ンユニットで収音された音声信号を、それぞれスピーカ
から発声させることによって、収音された音声信号の音
場が再現されることが知られている。
【０００３】従ってこのような任意の間隔を設けて配置
された例えば２個のマイクロフォンユニットで収音され
た音声信号には、収音された音声信号の到来する方向に
関する情報も含まれているものと考えられる。しかしな
がら従来、このような収音された音声信号を用いて、そ
の到来する方向を計測する手段は従来は知られていなか
った。
された例えば２個のマイクロフォンユニットで収音され
た音声信号には、収音された音声信号の到来する方向に
関する情報も含まれているものと考えられる。しかしな
がら従来、このような収音された音声信号を用いて、そ
の到来する方向を計測する手段は従来は知られていなか
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来、収音された音声信号を用いて、その到来す
る方向を計測する手段は知られていなかったというもの
である。
点は、従来、収音された音声信号を用いて、その到来す
る方向を計測する手段は知られていなかったというもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の手段
は、互いに所定の間隔を設けて配置された複数の無指向
性のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂと、これらのマ
イクロフォンユニットで収音された信号中の任意のスペ
クトラムの音声信号を抽出する抽出手段（バンドパスフ
ィルタ３Ａ、３Ｂ）と、この抽出された音声信号が、各
上記マイクロフォンユニットで収音される時間差を測定
する測定手段（遅延素子４1 〜４k 、演算器５0 〜
５k 、検出回路７0 〜７k ）と、この測定された時間差
を演算して上記任意のスペクトラムの音声信号の到来す
る方向を計測する演算手段（演算部９）とを有してなる
音声方向センサである。
は、互いに所定の間隔を設けて配置された複数の無指向
性のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂと、これらのマ
イクロフォンユニットで収音された信号中の任意のスペ
クトラムの音声信号を抽出する抽出手段（バンドパスフ
ィルタ３Ａ、３Ｂ）と、この抽出された音声信号が、各
上記マイクロフォンユニットで収音される時間差を測定
する測定手段（遅延素子４1 〜４k 、演算器５0 〜
５k 、検出回路７0 〜７k ）と、この測定された時間差
を演算して上記任意のスペクトラムの音声信号の到来す
る方向を計測する演算手段（演算部９）とを有してなる
音声方向センサである。
【０００６】本発明による第２の手段は、第１の手段記
載の音声方向センサにおいて、上記複数の無指向性のマ
イクロフォンユニットは、３〜４個のマイクロフォンユ
ニットを、その相互を結ぶ線が互いに交わるように２〜
３次元に配置してなる音声方向センサである。
載の音声方向センサにおいて、上記複数の無指向性のマ
イクロフォンユニットは、３〜４個のマイクロフォンユ
ニットを、その相互を結ぶ線が互いに交わるように２〜
３次元に配置してなる音声方向センサである。
【０００７】本発明による第３の手段は、第１の手段記
載の音声方向センサにおいて、上記収音される時間差を
測定する測定手段は、上記複数の無指向性のマイクロフ
ォンユニットの一で収音された音声信号を単位遅延時間
ずつ順次遅延させた信号と、他で収音された音声信号と
を比較して、これらが一致する上記単位遅延時間ずつ順
次遅延させた時間の合計を測定してなる音声方向センサ
である。
載の音声方向センサにおいて、上記収音される時間差を
測定する測定手段は、上記複数の無指向性のマイクロフ
ォンユニットの一で収音された音声信号を単位遅延時間
ずつ順次遅延させた信号と、他で収音された音声信号と
を比較して、これらが一致する上記単位遅延時間ずつ順
次遅延させた時間の合計を測定してなる音声方向センサ
である。
【０００８】本発明による第４の手段は、第１の手段記
載の音声方向センサにおいて、上記音声信号の到来する
方向を計測する演算手段は、上記測定手段で測定された
時間差に音速を乗じた積を、上記一及び他のマイクロフ
ォンユニットの間隔で除した商に基づいて演算してなる
音声方向センサである。
載の音声方向センサにおいて、上記音声信号の到来する
方向を計測する演算手段は、上記測定手段で測定された
時間差に音速を乗じた積を、上記一及び他のマイクロフ
ォンユニットの間隔で除した商に基づいて演算してなる
音声方向センサである。
【０００９】本発明による第５の手段は、第１の手段記
載の音声方向センサにおいて、上記計測された任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向に向かって、任意
のマイクロフォンユニットの指向性を制御するようにし
た音声方向センサである。
載の音声方向センサにおいて、上記計測された任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向に向かって、任意
のマイクロフォンユニットの指向性を制御するようにし
た音声方向センサである。
【００１０】本発明による第６の手段は、第１の手段記
載の音声方向センサにおいて、上記計測された任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向に向かって、任意
の撮影装置の撮影方向を制御するようにした音声方向セ
ンサである。
載の音声方向センサにおいて、上記計測された任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向に向かって、任意
の撮影装置の撮影方向を制御するようにした音声方向セ
ンサである。
【００１１】
【作用】これによれば、互いに所定の間隔を設けて配置
された複数の無指向性のマイクロフォンユニットで収音
された信号中の任意のスペクトラムの音声信号を抽出
し、この抽出された音声信号が各マイクロフォンユニッ
トで収音される時間差を測定し、この測定された時間差
を演算することにより、簡単な構成で任意のスペクトラ
ムの音声信号の到来する方向を計測することができる。
された複数の無指向性のマイクロフォンユニットで収音
された信号中の任意のスペクトラムの音声信号を抽出
し、この抽出された音声信号が各マイクロフォンユニッ
トで収音される時間差を測定し、この測定された時間差
を演算することにより、簡単な構成で任意のスペクトラ
ムの音声信号の到来する方向を計測することができる。
【００１２】またこの計測された任意のスペクトラムの
音声信号の到来する方向に向かって、任意のマイクロフ
ォンユニットの指向性や、任意の撮影装置の撮影方向を
制御することができる。
音声信号の到来する方向に向かって、任意のマイクロフ
ォンユニットの指向性や、任意の撮影装置の撮影方向を
制御することができる。
【００１３】
【実施例】図１は、例えば２個のマイクロフォンユニッ
トを用いて、本発明による音声方向センサを実施する場
合の構成を示す。
トを用いて、本発明による音声方向センサを実施する場
合の構成を示す。
【００１４】この図１において、１Ａ、１Ｂは無指向性
のマイクロフォンユニットである。これらのマイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された音声信号が、それ
ぞれアンプ２Ａ、２Ｂを通じてバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）３Ａ、３Ｂに供給される。ここでこのバンドパス
フィルタ３Ａ、３Ｂは注目される音声信号を抽出するた
めのものであって、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
で収音された信号中の注目される音声信号に相当する任
意のスペクトラムが抽出される。なお例えば人の声の周
波数に注目したい場合には、大略５００〜３０００Ｈｚ
の通過帯域を持つバンドパスフィルタが適当である。
のマイクロフォンユニットである。これらのマイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された音声信号が、それ
ぞれアンプ２Ａ、２Ｂを通じてバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）３Ａ、３Ｂに供給される。ここでこのバンドパス
フィルタ３Ａ、３Ｂは注目される音声信号を抽出するた
めのものであって、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
で収音された信号中の注目される音声信号に相当する任
意のスペクトラムが抽出される。なお例えば人の声の周
波数に注目したい場合には、大略５００〜３０００Ｈｚ
の通過帯域を持つバンドパスフィルタが適当である。
【００１５】これらのバンドパスフィルタ３Ａ、３Ｂの
一方のフィルタ３Ａを通過した信号が、それぞれ単位遅
延時間（τ）を有するｋ個の遅延素子４1 、４2 ・・・
４kに供給される。なお遅延素子４1 、４2 ・・・４k
の数（ｋ個）は、合計の遅延時間（ｋτ）が、マイクロ
フォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔を音声信号が進行する
にかかる時間分となるようにする。これらの遅延素子４
1 、４1 ・・・４k のそれぞれ入出力端の信号が、それ
ぞれｋ＋１個の演算器（Σ）５0 、５1 、５2・・・５
k に供給される。
一方のフィルタ３Ａを通過した信号が、それぞれ単位遅
延時間（τ）を有するｋ個の遅延素子４1 、４2 ・・・
４kに供給される。なお遅延素子４1 、４2 ・・・４k
の数（ｋ個）は、合計の遅延時間（ｋτ）が、マイクロ
フォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔を音声信号が進行する
にかかる時間分となるようにする。これらの遅延素子４
1 、４1 ・・・４k のそれぞれ入出力端の信号が、それ
ぞれｋ＋１個の演算器（Σ）５0 、５1 、５2・・・５
k に供給される。
【００１６】またバンドパスフィルタ３Ａ、３Ｂの他方
のフィルタ３Ｂを通過した信号が、遅延素子４1 、４2
・・・４k の中央の位置に相当する遅延時間（τｋ／
２）の遅延手段６を通じて演算器５0 、５1 、５2 ・・
・５k に供給される。そしてこれらの演算器５0 、
５1 、５2 ・・・５k で、遅延素子４1 、４2 ・・・４
k のそれぞれ入出力端の信号から遅延手段６の出力信号
が減算され、これらの減算信号がそれぞれ検出回路（Ｄ
ＥＴ）７0 、７1 、７2 ・・・７k に供給される。
のフィルタ３Ｂを通過した信号が、遅延素子４1 、４2
・・・４k の中央の位置に相当する遅延時間（τｋ／
２）の遅延手段６を通じて演算器５0 、５1 、５2 ・・
・５k に供給される。そしてこれらの演算器５0 、
５1 、５2 ・・・５k で、遅延素子４1 、４2 ・・・４
k のそれぞれ入出力端の信号から遅延手段６の出力信号
が減算され、これらの減算信号がそれぞれ検出回路（Ｄ
ＥＴ）７0 、７1 、７2 ・・・７k に供給される。
【００１７】従って上述の演算器５0 、５1 、５2 ・・
・５k では、遅延素子４1 、４1 ・・・４k のそれぞれ
入出力端の信号と、遅延手段６の出力信号との差が演算
される。そしてこの差の出力信号は、後述するように各
入力信号の遅延時間が等しい演算器５0 、５1 、５2 ・
・・５k の出力信号のレベルが低下され、遅延時間の差
が大きくなるに従って演算器５0 、５1 、５2 ・・・５
k からの出力信号のレベルが大きくされる。
・５k では、遅延素子４1 、４1 ・・・４k のそれぞれ
入出力端の信号と、遅延手段６の出力信号との差が演算
される。そしてこの差の出力信号は、後述するように各
入力信号の遅延時間が等しい演算器５0 、５1 、５2 ・
・・５k の出力信号のレベルが低下され、遅延時間の差
が大きくなるに従って演算器５0 、５1 、５2 ・・・５
k からの出力信号のレベルが大きくされる。
【００１８】さらにバンドパスフィルタ３Ｂの入出力端
の信号が検出回路（ＤＥＴ）８に供給される。ここでこ
の検出回路８は、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂで
収音された音声信号が注目される音声信号であるか否か
を判断するもので、バンドパスフィルタ３Ｂの入出力端
の信号のレベル、Ｓ／Ｎ、信号の継続時間、注目される
信号とその他の信号との比較の結果等を基に判断が行わ
れる。
の信号が検出回路（ＤＥＴ）８に供給される。ここでこ
の検出回路８は、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂで
収音された音声信号が注目される音声信号であるか否か
を判断するもので、バンドパスフィルタ３Ｂの入出力端
の信号のレベル、Ｓ／Ｎ、信号の継続時間、注目される
信号とその他の信号との比較の結果等を基に判断が行わ
れる。
【００１９】そしてこの検出回路８の出力信号が検出回
路７0 、７1 、７2 ・・・７k に供給され、マイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された音声信号が注目さ
れる音声信号であるときに、検出回路８の出力信号に従
って演算器５0 、５1 、５2・・・５k の出力信号の検
出が行われる。これによってこの検出回路７0 、７1、
７2 ・・・７k では、マイクロフォンユニット１Ａ、１
Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）が測定される。
路７0 、７1 、７2 ・・・７k に供給され、マイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された音声信号が注目さ
れる音声信号であるときに、検出回路８の出力信号に従
って演算器５0 、５1 、５2・・・５k の出力信号の検
出が行われる。これによってこの検出回路７0 、７1、
７2 ・・・７k では、マイクロフォンユニット１Ａ、１
Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）が測定される。
【００２０】すなわち、例えばマイクロフォンユニット
１Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）が０の
ときには、中間の位置の遅延素子４k/2 の出力端の信号
と遅延時間（τｋ／２）の遅延手段６の出力信号とが等
しい信号となる。これによって演算器５k/2 から取り出
される差の出力信号のレベルが、他の演算器５0 、
５ 1 、５2 ・・・５k から取り出される差の出力信号に
比べて低下される。
１Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）が０の
ときには、中間の位置の遅延素子４k/2 の出力端の信号
と遅延時間（τｋ／２）の遅延手段６の出力信号とが等
しい信号となる。これによって演算器５k/2 から取り出
される差の出力信号のレベルが、他の演算器５0 、
５ 1 、５2 ・・・５k から取り出される差の出力信号に
比べて低下される。
【００２１】またマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂで
収音された音声信号に時間差（ｔ）が生じているときに
は、この時間差（ｔ）と、中間の位置の遅延素子４k/2
を中心として前後に離れる遅延素子４1 、４1 ・・・４
k の数（±ｍ）×単位遅延時間（τ）の合計が、遅延手
段６の遅延時間（τｋ／２）と等しくなる演算器５(k
/2)+-mから取り出される差の出力信号のレベルが、他の
演算器５0 、５1 、５2・・・５k から取り出される差
の出力信号に比べて低下される。
収音された音声信号に時間差（ｔ）が生じているときに
は、この時間差（ｔ）と、中間の位置の遅延素子４k/2
を中心として前後に離れる遅延素子４1 、４1 ・・・４
k の数（±ｍ）×単位遅延時間（τ）の合計が、遅延手
段６の遅延時間（τｋ／２）と等しくなる演算器５(k
/2)+-mから取り出される差の出力信号のレベルが、他の
演算器５0 、５1 、５2・・・５k から取り出される差
の出力信号に比べて低下される。
【００２２】そしてこの構成において、中間の位置の遅
延素子４k/2 の出力端の信号の遅延時間は、遅延手段６
の遅延時間（τｋ／２）と等しいものであり、従って上
述の中間の位置の遅延素子４k/2 を中心として前後に離
れる遅延素子４1 、４2 ・・・４k の数（±ｍ）×単位
遅延時間（τ）が、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
で収音された音声信号の時間差（ｔ）に等しいものとな
っている。
延素子４k/2 の出力端の信号の遅延時間は、遅延手段６
の遅延時間（τｋ／２）と等しいものであり、従って上
述の中間の位置の遅延素子４k/2 を中心として前後に離
れる遅延素子４1 、４2 ・・・４k の数（±ｍ）×単位
遅延時間（τ）が、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
で収音された音声信号の時間差（ｔ）に等しいものとな
っている。
【００２３】そこで検出回路７0 、７1 、７2 ・・・７
k での検出は、例えば演算器５0 、５1 、５2 ・・・５
k の出力信号のレベルが所定値以下のときに“１”、そ
うでないときに“０”の信号が取り出される。この検出
回路７0 、７1 、７2 ・・・７k の出力信号がそれぞれ
演算部９に供給され、演算結果が出力端子１０に取り出
される。
k での検出は、例えば演算器５0 、５1 、５2 ・・・５
k の出力信号のレベルが所定値以下のときに“１”、そ
うでないときに“０”の信号が取り出される。この検出
回路７0 、７1 、７2 ・・・７k の出力信号がそれぞれ
演算部９に供給され、演算結果が出力端子１０に取り出
される。
【００２４】従ってこの演算部９では、まず最初に
“１”が検出されている検出回路７0 、７1 、７2 ・・
・７k が判別され、その位置からマイクロフォンユニッ
ト１Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ＝±ｍ
τ）が測定される。次にこの時間差（ｔ）と、音速（Ａ
〔ｍｍ／ｓｅｃ〕）を乗じて遅れの距離ｄ ｄ＝Ａｔ ・・・（１） が求められる。
“１”が検出されている検出回路７0 、７1 、７2 ・・
・７k が判別され、その位置からマイクロフォンユニッ
ト１Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ＝±ｍ
τ）が測定される。次にこの時間差（ｔ）と、音速（Ａ
〔ｍｍ／ｓｅｃ〕）を乗じて遅れの距離ｄ ｄ＝Ａｔ ・・・（１） が求められる。
【００２５】さらにこの遅れの距離ｄと、マイクロフォ
ンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の距離ｌとから、 θ＝ｓｉｎ-1（ｄ／ｌ） ・・・（２） が求められ、この演算結果（θ）が出力端子１０に取り
出される。
ンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の距離ｌとから、 θ＝ｓｉｎ-1（ｄ／ｌ） ・・・（２） が求められ、この演算結果（θ）が出力端子１０に取り
出される。
【００２６】すなわち図２において、音源（図示せず）
までの距離がマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔
の距離ｌ（数ｃｍと予測される）に比して充分に長い場
合には、各々のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂに入
射される音声信号の到来する方向は図示のようにほぼ平
行となる。そこでマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂを
結ぶ線をＸ軸、これに直角に交わる線をＹ軸とし、この
Ｙ軸に対して音声の入射される角度（方向）をθとす
る。
までの距離がマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔
の距離ｌ（数ｃｍと予測される）に比して充分に長い場
合には、各々のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂに入
射される音声信号の到来する方向は図示のようにほぼ平
行となる。そこでマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂを
結ぶ線をＸ軸、これに直角に交わる線をＹ軸とし、この
Ｙ軸に対して音声の入射される角度（方向）をθとす
る。
【００２７】この場合に、マイクロフォンユニット１
Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）に音速
（Ａ〔ｍｍ／ｓ〕）を乗じた遅れの距離ｄは図中に示す
ように表される。そしてこの遅れの距離ｄと、マイクロ
フォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の距離ｌとから、上述
の（２）式でθを求めることによって、マイクロフォン
ユニット１Ａ、１Ｂの正面（Ｙ軸）に対する注目される
音声信号の到来する方向θが求められる。
Ａ、１Ｂで収音された音声信号の時間差（ｔ）に音速
（Ａ〔ｍｍ／ｓ〕）を乗じた遅れの距離ｄは図中に示す
ように表される。そしてこの遅れの距離ｄと、マイクロ
フォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の距離ｌとから、上述
の（２）式でθを求めることによって、マイクロフォン
ユニット１Ａ、１Ｂの正面（Ｙ軸）に対する注目される
音声信号の到来する方向θが求められる。
【００２８】こうして上述の装置によれば、互いに所定
の間隔を設けて配置された複数の無指向性のマイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された信号中の任意のス
ペクトラムの音声信号を抽出（バンドパスフィルタ３
Ａ、３Ｂ）し、この抽出された音声信号が各マイクロフ
ォンユニットで収音される時間差を測定（遅延素子４1
〜４k 、演算器５0 〜５k 、検出回路７0 〜７k ）し、
この測定された時間差を演算（演算部９）することによ
り、簡単な構成で任意のスペクトラムの音声信号の到来
する方向θを計測することができるものである。
の間隔を設けて配置された複数の無指向性のマイクロフ
ォンユニット１Ａ、１Ｂで収音された信号中の任意のス
ペクトラムの音声信号を抽出（バンドパスフィルタ３
Ａ、３Ｂ）し、この抽出された音声信号が各マイクロフ
ォンユニットで収音される時間差を測定（遅延素子４1
〜４k 、演算器５0 〜５k 、検出回路７0 〜７k ）し、
この測定された時間差を演算（演算部９）することによ
り、簡単な構成で任意のスペクトラムの音声信号の到来
する方向θを計測することができるものである。
【００２９】なお上述の装置において、音声信号の到来
する方向θの計測精度の理論値は、次の（３）式で表さ
れる。 θmin ＝ｓｉｎ-1（Ａｎτ／ｌ） ・・・（３） 但し、ｎ＝１、２・・・ｋ この式（３）から明らかなように、計測精度を上げたい
ときには、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の
距離ｌを大きくするか、遅延素子４1 、４2 ・・・４k
の単位遅延時間（τ）を短くすれば良い。
する方向θの計測精度の理論値は、次の（３）式で表さ
れる。 θmin ＝ｓｉｎ-1（Ａｎτ／ｌ） ・・・（３） 但し、ｎ＝１、２・・・ｋ この式（３）から明らかなように、計測精度を上げたい
ときには、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの間隔の
距離ｌを大きくするか、遅延素子４1 、４2 ・・・４k
の単位遅延時間（τ）を短くすれば良い。
【００３０】また、式（３）から明らかなように、音声
信号の到来する方向θが０度に近い時は計測精度が良
く、９０度に近づくに従って計測精度は落ちることにな
る。なお、例えばマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの
間隔の距離ｌを１０ｃｍ、遅延素子４1 、４2 ・・・４
k の単位遅延時間（τ）を２１μｓｅｃ（４８ｋＨｚサ
ンプリング）とした場合に、遅延素子４1 、４2 ・・・
４k の数（ｋ個）は１４個となり、０度付近では約４
度、９０度付近では約１５度の計測精度で音声信号の到
来する方向θを検出することができる。
信号の到来する方向θが０度に近い時は計測精度が良
く、９０度に近づくに従って計測精度は落ちることにな
る。なお、例えばマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの
間隔の距離ｌを１０ｃｍ、遅延素子４1 、４2 ・・・４
k の単位遅延時間（τ）を２１μｓｅｃ（４８ｋＨｚサ
ンプリング）とした場合に、遅延素子４1 、４2 ・・・
４k の数（ｋ個）は１４個となり、０度付近では約４
度、９０度付近では約１５度の計測精度で音声信号の到
来する方向θを検出することができる。
【００３１】さらに上述のように２個のマイクロフォン
ユニット１Ａ、１Ｂを用いて音声方向センサを実施した
場合には、その音声信号の到来する方向θを計測できる
範囲は、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの前方の１
８０度の平面だけとなる。この場合に、マイクロフォン
ユニット１Ａ、１Ｂの後方（図２の下方）から音声信号
が到来した場合には、上述の構成では前方と後方の区別
はできない。
ユニット１Ａ、１Ｂを用いて音声方向センサを実施した
場合には、その音声信号の到来する方向θを計測できる
範囲は、マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの前方の１
８０度の平面だけとなる。この場合に、マイクロフォン
ユニット１Ａ、１Ｂの後方（図２の下方）から音声信号
が到来した場合には、上述の構成では前方と後方の区別
はできない。
【００３２】ただしこの場合に、上述の装置で、例えば
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂを図２のＸ軸、Ｙ軸
の原点（マイクロフォンユニット１Ｂ）を中心に旋回さ
せ、その際の演算結果（図１の端子１０の出力）の推移
を調べることにより、前方と後方の区別を行うことがで
きる。すなわち例えばマイクロフォンユニット１Ａが後
方に動く方向に旋回した場合にθが大きな値になるよう
に出力が推移したときには、音声信号は後方から到来し
たと判断される。
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂを図２のＸ軸、Ｙ軸
の原点（マイクロフォンユニット１Ｂ）を中心に旋回さ
せ、その際の演算結果（図１の端子１０の出力）の推移
を調べることにより、前方と後方の区別を行うことがで
きる。すなわち例えばマイクロフォンユニット１Ａが後
方に動く方向に旋回した場合にθが大きな値になるよう
に出力が推移したときには、音声信号は後方から到来し
たと判断される。
【００３３】あるいは、３個のマイクロフォンユニット
１ａ、１ｂ、１ｃを用いて、その一つを要として、他の
２つをその相互を結ぶ線が互いに直角に交わるように配
置することによって、これらのマイクロフォンユニット
１ａ、１ｂ、１ｃの含まれる２次元平面の全ての方向に
対して音声信号の到来する方向θを計測することができ
る。なおこの場合に、要となる例えばマイクロフォンユ
ニット１ａと、他のマイクロフォンユニット１ｂ、１ｃ
との間隔を等しくすることによって、上述した音声信号
の到来する方向θの計測精度を等しくすることができ
る。
１ａ、１ｂ、１ｃを用いて、その一つを要として、他の
２つをその相互を結ぶ線が互いに直角に交わるように配
置することによって、これらのマイクロフォンユニット
１ａ、１ｂ、１ｃの含まれる２次元平面の全ての方向に
対して音声信号の到来する方向θを計測することができ
る。なおこの場合に、要となる例えばマイクロフォンユ
ニット１ａと、他のマイクロフォンユニット１ｂ、１ｃ
との間隔を等しくすることによって、上述した音声信号
の到来する方向θの計測精度を等しくすることができ
る。
【００３４】さらに４個のマイクロフォンユニット１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを用いて、例えば図３に示すよう
に、これらのマイクロフォンユニット１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄを３次元に直交するように配置することによっ
て、３次元空間の全ての方向に対して音声信号の到来す
る方向θを計測することができる。なおこの場合も、要
となる例えばマイクロフォンユニット１ａと、他のマイ
クロフォンユニット１ｂ、１ｃ、１ｄとの間隔を等しく
することによって、上述した音声信号の到来する方向θ
の計測精度を等しくすることができる。
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを用いて、例えば図３に示すよう
に、これらのマイクロフォンユニット１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄを３次元に直交するように配置することによっ
て、３次元空間の全ての方向に対して音声信号の到来す
る方向θを計測することができる。なおこの場合も、要
となる例えばマイクロフォンユニット１ａと、他のマイ
クロフォンユニット１ｂ、１ｃ、１ｄとの間隔を等しく
することによって、上述した音声信号の到来する方向θ
の計測精度を等しくすることができる。
【００３５】なお上述の装置で、３〜４個のマイクロフ
ォンユニット１ａ、１ｂ、１ｃ（１ｄ）を用いる場合に
は、例えば要となるマイクロフォンユニット１ａを上述
の図１のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの一方と
し、後のマイクロフォンユニット１ｂ、１ｃ（１ｄ）を
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの他方として、上述
の図１の回路をそれぞれ２〜３組設けて処理を行う。た
だし、演算部９は１つとし、全ての演算結果を勘案し
て、音声信号の到来する方向の各成分θx θy （θ z ）
を求めるようにすることができる。
ォンユニット１ａ、１ｂ、１ｃ（１ｄ）を用いる場合に
は、例えば要となるマイクロフォンユニット１ａを上述
の図１のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの一方と
し、後のマイクロフォンユニット１ｂ、１ｃ（１ｄ）を
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂの他方として、上述
の図１の回路をそれぞれ２〜３組設けて処理を行う。た
だし、演算部９は１つとし、全ての演算結果を勘案し
て、音声信号の到来する方向の各成分θx θy （θ z ）
を求めるようにすることができる。
【００３６】また上述の装置において、例えば音声信号
をそれぞれディジタル化して収音を行う場合には、マイ
クロフォンユニット１Ａ、１Ｂ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ）の後段にそれぞれＡ／Ｄ変換器を設け、上述の各処
理をディジタル化することによって、これらの処理がさ
らに容易に行われるようにすることができる。
をそれぞれディジタル化して収音を行う場合には、マイ
クロフォンユニット１Ａ、１Ｂ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ）の後段にそれぞれＡ／Ｄ変換器を設け、上述の各処
理をディジタル化することによって、これらの処理がさ
らに容易に行われるようにすることができる。
【００３７】さらに上述の装置において、計測された音
声信号の到来する方向θは、例えば以下のようにして利
用される。
声信号の到来する方向θは、例えば以下のようにして利
用される。
【００３８】例えば上述の計測された音声信号の到来す
る方向θに向かって、任意のマイクロフォンユニットの
指向性を制御することができる。
る方向θに向かって、任意のマイクロフォンユニットの
指向性を制御することができる。
【００３９】すなわち音声信号の到来する方向θの計測
する際には、上述のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は全て無指向性とされる
が、音声信号の到来する方向θの計測が完了した後は、
この内の任意の２つ以上のマイクロフォンユニットを演
算処理等することにより単一指向性とし、その指向性を
電気的、あるいは機械的な手段を用いて、計測された音
声信号の到来する方向θに制御することができる。なお
指向性の制御されるマイクロフォンユニットは、上述の
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ（１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ）とは別に設けられてもよい。
する際には、上述のマイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ
（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は全て無指向性とされる
が、音声信号の到来する方向θの計測が完了した後は、
この内の任意の２つ以上のマイクロフォンユニットを演
算処理等することにより単一指向性とし、その指向性を
電気的、あるいは機械的な手段を用いて、計測された音
声信号の到来する方向θに制御することができる。なお
指向性の制御されるマイクロフォンユニットは、上述の
マイクロフォンユニット１Ａ、１Ｂ（１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ）とは別に設けられてもよい。
【００４０】また、例えば上述の計測された音声信号の
到来する方向θに向かって、任意の撮影装置の撮影方向
を制御することができる。
到来する方向θに向かって、任意の撮影装置の撮影方向
を制御することができる。
【００４１】すなわち図４において、１００は任意の撮
影装置としての例えば民生用のＶＴＲ一体型ビデオカメ
ラ、いわゆる８ミリビデオカメラである。また２００は
このようなビデオカメラ１００のアクセサリーとして実
施されている遠隔操作装置である。そしてこの遠隔操作
装置２００では、その上部の雲台２０１に設置されたビ
デオカメラ１００を、遠隔操作により水平方向に旋回
（パン）及び垂直方向に旋回（ティルト）させることが
できるようになっている。
影装置としての例えば民生用のＶＴＲ一体型ビデオカメ
ラ、いわゆる８ミリビデオカメラである。また２００は
このようなビデオカメラ１００のアクセサリーとして実
施されている遠隔操作装置である。そしてこの遠隔操作
装置２００では、その上部の雲台２０１に設置されたビ
デオカメラ１００を、遠隔操作により水平方向に旋回
（パン）及び垂直方向に旋回（ティルト）させることが
できるようになっている。
【００４２】そこでこのようなシステムにおいて、図示
のように遠隔操作装置２００の雲台２０１にビデオカメ
ラ１００が設置されると共に、例えばこのビデオカメラ
１００の後部に、垂直方向に所定の間隔を設けてマイク
ロフォンユニット１０１、１０２が設けられる。
のように遠隔操作装置２００の雲台２０１にビデオカメ
ラ１００が設置されると共に、例えばこのビデオカメラ
１００の後部に、垂直方向に所定の間隔を設けてマイク
ロフォンユニット１０１、１０２が設けられる。
【００４３】そしてこれらのマイクロフォンユニット１
０１、１０２と、例えばビデオカメラ１００に設けられ
るステレオマイクロフォン１０３、１０４について、こ
れらで収音された音声信号が演算装置３００に供給さ
れ、上述の注目される音声信号の到来する方向θの計測
が行われる。
０１、１０２と、例えばビデオカメラ１００に設けられ
るステレオマイクロフォン１０３、１０４について、こ
れらで収音された音声信号が演算装置３００に供給さ
れ、上述の注目される音声信号の到来する方向θの計測
が行われる。
【００４４】さらにこの演算装置３００で任意の遠隔操
作信号が形成され、この遠隔操作信号がケーブル３０１
を通じて遠隔操作装置２００に供給されて、ビデオカメ
ラ１００の撮影方向が計測された音声信号の到来する方
向θに向くように制御が行われる。
作信号が形成され、この遠隔操作信号がケーブル３０１
を通じて遠隔操作装置２００に供給されて、ビデオカメ
ラ１００の撮影方向が計測された音声信号の到来する方
向θに向くように制御が行われる。
【００４５】このようにして上述の装置によれば、計測
された任意のスペクトラムの音声信号の到来する方向θ
に向かって、任意のマイクロフォンユニットの指向性
や、任意の撮影装置（ビデオカメラ１００）の撮影方向
を制御することができるものである。
された任意のスペクトラムの音声信号の到来する方向θ
に向かって、任意のマイクロフォンユニットの指向性
や、任意の撮影装置（ビデオカメラ１００）の撮影方向
を制御することができるものである。
【００４６】なお、上述のバンドパスフィルタ３Ａ、３
Ｂでの注目される音声信号の抽出、及び検出回路８での
注目される音声信号の判断は、上述の任意の通過帯域を
持つバンドパスフィルタによる抽出だけでなく、例えば
注目される人の声を分析した特定のスペクトラム等を抽
出、判断するようにしてもよい。また、注目される音声
信号は、人の声以外の任意の音声信号を抽出、判断する
ようにしてもよい。
Ｂでの注目される音声信号の抽出、及び検出回路８での
注目される音声信号の判断は、上述の任意の通過帯域を
持つバンドパスフィルタによる抽出だけでなく、例えば
注目される人の声を分析した特定のスペクトラム等を抽
出、判断するようにしてもよい。また、注目される音声
信号は、人の声以外の任意の音声信号を抽出、判断する
ようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】この発明によれば、互いに所定の間隔を
設けて配置された複数の無指向性のマイクロフォンユニ
ットで収音された信号中の任意のスペクトラムの音声信
号を抽出し、この抽出された音声信号が各マイクロフォ
ンユニットで収音される時間差を測定し、この測定され
た時間差を演算することにより、簡単な構成で任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向を計測することが
できるようになった。
設けて配置された複数の無指向性のマイクロフォンユニ
ットで収音された信号中の任意のスペクトラムの音声信
号を抽出し、この抽出された音声信号が各マイクロフォ
ンユニットで収音される時間差を測定し、この測定され
た時間差を演算することにより、簡単な構成で任意のス
ペクトラムの音声信号の到来する方向を計測することが
できるようになった。
【００４８】またこの計測された任意のスペクトラムの
音声信号の到来する方向に向かって、任意のマイクロフ
ォンユニットの指向性や、任意の撮影装置の撮影方向を
制御することができるようになった。
音声信号の到来する方向に向かって、任意のマイクロフ
ォンユニットの指向性や、任意の撮影装置の撮影方向を
制御することができるようになった。
【図１】本発明による音声方向センサの一例の構成図で
ある。
ある。
【図２】その説明のための図である。
【図３】他の例の説明のための図である。
【図４】本発明を応用した装置の一例の構成図である。
１Ａ、１Ｂ 無指向性のマイクロフォンユニット ２Ａ、２Ｂ アンプ ３Ａ、３Ｂ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ４1 、４2 ・・・４k 単位遅延時間（τ）の遅延素子 ５0 、５1 、５2 ・・・５k 演算器（Σ） ６ 遅延手段 ７0 、７1 、７2 ・・・７k 、８ 検出回路（ＤＥＴ） ９ 演算部 １０ 出力端子
Claims (6)
- 【請求項１】 互いに所定の間隔を設けて配置された複
数の無指向性のマイクロフォンユニットと、 これらのマイクロフォンユニットで収音された信号中の
任意のスペクトラムの音声信号を抽出する抽出手段と、 この抽出された音声信号が、各上記マイクロフォンユニ
ットで収音される時間差を測定する測定手段と、 この測定された時間差を演算して上記任意のスペクトラ
ムの音声信号の到来する方向を計測する演算手段とを有
してなる音声方向センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の音声方向センサにおい
て、 上記複数の無指向性のマイクロフォンユニットは、３〜
４個のマイクロフォンユニットを、その相互を結ぶ線が
互いに交わるように２〜３次元に配置してなる音声方向
センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の音声方向センサにおい
て、 上記収音される時間差を測定する測定手段は、上記複数
の無指向性のマイクロフォンユニットの一で収音された
音声信号を単位遅延時間ずつ順次遅延させた信号と、他
で収音された音声信号とを比較して、これらが一致する
上記単位遅延時間ずつ順次遅延させた時間の合計を測定
してなる音声方向センサ。 - 【請求項４】 請求項１記載の音声方向センサにおい
て、 上記音声信号の到来する方向を計測する演算手段は、上
記測定手段で測定された時間差に音速を乗じた積を、上
記一及び他のマイクロフォンユニットの間隔で除した商
に基づいて演算してなる音声方向センサ。 - 【請求項５】 請求項１記載の音声方向センサにおい
て、 上記計測された任意のスペクトラムの音声信号の到来す
る方向に向かって、任意のマイクロフォンユニットの指
向性を制御するようにした音声方向センサ。 - 【請求項６】 請求項１記載の音声方向センサにおい
て、 上記計測された任意のスペクトラムの音声信号の到来す
る方向に向かって、任意の撮影装置の撮影方向を制御す
るようにした音声方向センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7880894A JP3298297B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 音声方向センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7880894A JP3298297B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 音声方向センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07287062A true JPH07287062A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3298297B2 JP3298297B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=13672152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7880894A Expired - Fee Related JP3298297B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 音声方向センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3298297B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016013286A1 (ja) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | シャープ株式会社 | 位相差算出装置、音源方向検知装置、および位相差算出方法 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP7880894A patent/JP3298297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016013286A1 (ja) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | シャープ株式会社 | 位相差算出装置、音源方向検知装置、および位相差算出方法 |
| JP2016031243A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | シャープ株式会社 | 位相差算出装置、音源方向検知装置、および位相差算出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3298297B2 (ja) | 2002-07-02 |
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