JPH10332807A - Sound source direction detector - Google Patents

Sound source direction detector

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JPH10332807A
JPH10332807A JP14782997A JP14782997A JPH10332807A JP H10332807 A JPH10332807 A JP H10332807A JP 14782997 A JP14782997 A JP 14782997A JP 14782997 A JP14782997 A JP 14782997A JP H10332807 A JPH10332807 A JP H10332807A
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JP
Japan
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sound source
microphones
permutation
microphone
source direction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14782997A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Ueda
昌伸 上田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable detecting of the direction of a sound source positioned in an arbitrary direction in a three-dimensional apace by specifying the sequence of microphones corresponding to the sequence of arrival of sound signals as detected by respective microphones arranged three-dimensionally. SOLUTION: For example, a sound source collector 1 has microphones A-H arranged at respective eight tops of a solid box body. The microphones A-H herein used are non-directional and arranged three dimensionally to allow detecting of a sound signal with any of the microphones even when the signal arrives from an arbitrary direction in the entire space. The direction of the sound source thereof is judged based on the sequence of the microphones A-H corresponding to the sequence of the arrival of the sound signal detected by the microphones A-H. A signal detection processor 2 performs an analog/digital conversion to produce a digital signal with an A/D conversion processing part 21. The digital signal processing part 22 is made up of a microcomputer to perform a processing for the judgment of the sound source or the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、音源方向検出装
置に関し、特に、複数のマイクロホンを用いて3次元的
に音源方向を検出する音源方向検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound source direction detecting device, and more particularly, to a sound source direction detecting device that three-dimensionally detects a sound source direction using a plurality of microphones.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、複数のマイクロホンを2次元
的に配置して、音源の方向を検出する音源方向検出装置
がある。図17に、従来の音源方向の検出方式の説明図
を示す。ある平面PL上に複数のマイクロホンmを、図
のように2次元的に等間隔に配置する。マイクロホンm
から適当な距離だけ離れた音源SDから音響信号が発せ
られると、その音響信号は各マイクロホンmで受信され
る。しかし、各マイクロホンmで受信される音響信号
は、同一平面上の異なる位置で観測されるため、各マイ
クロホンmで観測された音響信号には位相差又は時間差
が生じる。従来は、この位相差又は時間差に基づいて所
定の計算を行うことによって、音源の方向を検出してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a sound source direction detecting device which detects a direction of a sound source by arranging a plurality of microphones two-dimensionally. FIG. 17 is an explanatory diagram of a conventional sound source direction detection method. A plurality of microphones m are two-dimensionally arranged at equal intervals on a certain plane PL as shown in the figure. Microphone m
When a sound signal is emitted from a sound source SD that is separated from the sound source by an appropriate distance, the sound signal is received by each microphone m. However, since the acoustic signals received by each microphone m are observed at different positions on the same plane, the acoustic signals observed by each microphone m have a phase difference or a time difference. Conventionally, the direction of the sound source has been detected by performing a predetermined calculation based on the phase difference or the time difference.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の検出
方式では、同一平面上にマイクロホンmを配置するた
め、3次元空間の方位のうち、マイクロホンが配置され
た平面より片側方向に存在する音源しかその方向を特定
することができない。すなわち、図17に示した検出方
法では、平面PLの右方向、すなわちx>0の空間に音
源が存在する場合には、音源の方向を特定することがで
きる。しかし、逆にx<0の空間に音源が存在する場合
には、各マイクロホンmは音源からの音響信号を直接受
信することはできない。この場合、各マイクロホンmに
は、音源からの音響信号のうち壁などで反射又は屈折し
てきた信号が受信されるため、音源の方向を検出するこ
とができない。
In such a conventional detection method, since the microphone m is arranged on the same plane, the sound source existing in one direction from the plane on which the microphone is arranged in the direction of the three-dimensional space. Only the direction can be specified. That is, in the detection method shown in FIG. 17, when the sound source exists in the right direction of the plane PL, that is, in the space where x> 0, the direction of the sound source can be specified. However, when a sound source exists in a space of x <0, each microphone m cannot directly receive an acoustic signal from the sound source. In this case, since the microphone m receives a signal reflected or refracted by a wall or the like among the acoustic signals from the sound source, the direction of the sound source cannot be detected.

【0004】この問題点を解決するためには、たとえ
ば、一平面上に配置したマイクロホン全体を図17のZ
軸を中心にして回転させる方法が考えられる。これによ
れば、x<0方向に存在する音源も検出できるが、回転
にはある程度の時間がかかるため、ある時刻では音源が
検出できない場合がある。また、同一構成のマイクロホ
ンを図17のx<0方向に向けて配置して、それぞれ同
様の音源検出処理を行えば3次元の全方位に対して音源
方向の検出が可能となる。しかし、この方法では、マイ
クロホン等の構成や処理も2倍必要となり、コストも高
くなる。
[0004] In order to solve this problem, for example, the entire microphones arranged on one plane are placed in the Z direction shown in FIG.
A method of rotating around an axis is conceivable. According to this, a sound source existing in the x <0 direction can be detected, but since rotation takes some time, a sound source may not be detected at a certain time. Further, if microphones having the same configuration are arranged in the x <0 direction in FIG. 17 and the same sound source detection processing is performed, the sound source direction can be detected in all three-dimensional directions. However, this method requires twice the configuration and processing of the microphone and the like, and increases the cost.

【0005】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、マイクロホンを立体的形状の筐体
の所定の位置に3次元的に配置して音響信号の到着順序
に注目することによって、3次元空間の任意の方向に位
置する音源の方向を検出できる音源方向検出装置を提供
することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and focuses on the arrival order of acoustic signals by arranging microphones three-dimensionally at predetermined positions of a three-dimensional casing. Accordingly, it is an object to provide a sound source direction detecting device capable of detecting a direction of a sound source located in an arbitrary direction in a three-dimensional space.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、3次元的に
配置した複数のマイクロホンと、各マイクロホンによっ
て検出された音響信号の到着順序に対応するマイクロホ
ンの順列を基にして音源の方向を判定する方向判定部と
から構成されることを特徴とする音源方向検出装置を提
供するものである。
According to the present invention, the direction of a sound source is determined based on a plurality of microphones arranged three-dimensionally and a permutation of microphones corresponding to the arrival order of acoustic signals detected by the microphones. And a sound source direction detecting device.

【0007】ここで、前記方向判定部が、各マイクロホ
ンによって検出された音響信号の到着時刻を測定する計
時手段と、計時手段によって測定された到着時刻の早い
順にマイクロホンの順列を特定する順列特定手段と、マ
イクロホンの順列から一意的に決定される音源方向情報
を、その順列ごとに予め記憶した順列規則記憶手段と、
前記特定されたマイクロホンの順列に対応する音源方向
情報を、前記順列規則記憶手段から取出す検索手段とか
ら構成されるようにしてもよい。
Here, the direction determining unit measures time of arrival of an acoustic signal detected by each microphone, and permutation specifying means for specifying a permutation of the microphones in order of earliest arrival time measured by the time measuring means. And sound source direction information uniquely determined from the permutation of the microphone, permutation rule storage means pre-stored for each permutation,
The sound source direction information corresponding to the specified permutation of the microphones may be configured to be retrieved from the permutation rule storage means.

【0008】特に、マイクロホンが立方体形状の筐体の
各頂点に配置され、前記検索手段が、前記順列規則記憶
手段から取出す音源方向情報が、上位3つのマイクロホ
ンの順列によって一意的に決定される音源方向情報であ
るようにすることができる。
In particular, a microphone is arranged at each vertex of a cubic casing, and the sound source direction information retrieved by the search means from the permutation rule storage means is uniquely determined by the permutation of the top three microphones. It may be directional information.

【0009】また、前記方向判定部が、各マイクロホン
によって検出された音響信号の到着時刻を測定する計時
手段と、所定の隣接した2つのマイクロホンについて、
前記計時手段によって測定された音響信号の到着時刻の
時間差を算出する時間差算出手段と、2つのマイクロホ
ンについて算出された時間差と当該2つのマイクロホン
の距離とから、当該2つのマイクロホンの存在する平面
に対する音源方向を求める方向演算手段を備えるように
してもよい。
[0009] Further, the direction judging unit measures time of arrival of an acoustic signal detected by each microphone, and for a predetermined adjacent two microphones,
A time difference calculating means for calculating a time difference between arrival times of the acoustic signals measured by the time measuring means; and a sound source for a plane where the two microphones are present, based on the time difference calculated for the two microphones and the distance between the two microphones. Direction calculation means for obtaining a direction may be provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態に基づ
いてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明
が限定されるものではない。前記したように、マイクロ
ホンが立方体形状の筐体の各頂点に配置される場合、立
方体形状の筐体の8つの頂点の位置に、外向きにマイク
ロホンをそれぞれ配置する。ここで、筐体とは、中空の
ボックス,マイクロホンの取付台等を意味し、音源収集
手段を構成するものである。マイクロホンの配置は、3
次元的に音源方向を特定できるようにすればよく、立方
体の頂点に限定するものではない。直方体や他の立体的
形状の所定の位置にマイクロホンを複数個配置してもよ
い。また、各マイクロホンごとに、相互の距離を一定に
保ちながらつるしたり、脱着可能なように固定してもよ
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on an embodiment shown in the drawings. Note that the present invention is not limited to this. As described above, when the microphones are arranged at the respective vertices of the cube-shaped housing, the microphones are arranged outward at the positions of the eight vertices of the cube-shaped housing. Here, the housing means a hollow box, a mounting base for a microphone, and the like, and constitutes a sound source collection unit. Microphone arrangement is 3
What is necessary is just to be able to specify the sound source direction in a dimension, and it is not limited to the vertices of the cube. A plurality of microphones may be arranged at predetermined positions of a rectangular parallelepiped or another three-dimensional shape. Alternatively, the microphones may be suspended or fixed so that they can be detached and attached while keeping the distance between them constant.

【0011】方向判定部は、各マイクロホンから入力さ
れたアナログの音響信号をA/D変換してデジタル化さ
れた信号を利用して音源の方向の判定を行うものであ
り、その判定のためにいわゆるマイクロコンピュータを
用いることができる。マイクロコンピュータは、CPU
を中心として、ROM,RAM,タイマー,I/Oイン
タフェース等から構成される。順列規則記憶手段は、R
AMやハードディスクを用いることができる。
The direction determining unit determines the direction of the sound source by using an analog sound signal input from each microphone and A / D-converted and digitized signal. A so-called microcomputer can be used. The microcomputer is a CPU
And a ROM, a RAM, a timer, an I / O interface, and the like. The permutation rule storage means stores
AM or a hard disk can be used.

【0012】計時手段は、いわゆるタイマーを用いるこ
とができ、測定された到着時刻は、RAM等のメモリに
記憶すればよい。また、検索手段によって取り出された
音源方向情報は、プリンタ,CRTなどの他、表示パネ
ル,音声,LEDランプなどを用いて、出力してもよ
い。また、取り出された音源方向情報はメモリに一時記
憶しておき、この情報を各種制御処理に用いたり、通信
回線を利用して他の装置へ伝送してもよい。順列特定手
段,時間差演算手段,方向演算手段及び検索手段は、C
PUと、予めRAM又はROM等に記憶された制御プロ
グラムによって実現できる。
A so-called timer can be used as the timer, and the measured arrival time may be stored in a memory such as a RAM. The sound source direction information extracted by the search means may be output using a display panel, a sound, an LED lamp, or the like, in addition to a printer, a CRT, or the like. Also, the extracted sound source direction information may be temporarily stored in a memory, and this information may be used for various control processes or transmitted to another device using a communication line. The permutation specifying unit, the time difference calculating unit, the direction calculating unit, and the searching unit are C
It can be realized by a PU and a control program stored in a RAM or a ROM in advance.

【0013】第1実施例 図1に、この発明の音源方向検出装置の概略構成図を示
す。この発明の音源方向検出装置は、音源収集装置1と
信号検出処理装置2とから構成される。音源収集装置1
は、音源から発せられた音響信号を受信するマイクロホ
ンが所定の位置に配置された立方体形状の筐体とする。
以下の説明では、音源収集装置1は、立方体形状の筐体
の8つの各頂点にマイクロホン(A〜H)を配置したも
のとするが、これに限定するものではない。マイクロホ
ン(A〜H)は、無指向性のものを用い、全空間の任意
の方向から音響信号が到着してもどれかのマイクロホン
によってその音響信号を検出できるように、筐体の適当
な位置に3次元的に配置すればよい。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a sound source direction detecting apparatus according to the present invention. The sound source direction detection device according to the present invention includes a sound source collection device 1 and a signal detection processing device 2. Sound source collection device 1
Is a cubic housing in which a microphone for receiving an acoustic signal emitted from a sound source is arranged at a predetermined position.
In the following description, it is assumed that the sound source collection device 1 has microphones (A to H) arranged at eight vertices of a cubic casing, but the present invention is not limited to this. The microphones (A to H) are omnidirectional and are located at appropriate positions on the housing so that even if an acoustic signal arrives from any direction in the entire space, the acoustic signal can be detected by any of the microphones. What is necessary is just to arrange three-dimensionally.

【0014】信号検出処理装置2は、主として、AD変
換処理部21とデジタル信号処理部22とから構成され
る。信号検出処理装置2は、音源収集装置1とは別筐体
で離れた場所に配置してもよく、また音源収集装置1の
内部に配置してもよい。マイクロホンに受信された音響
信号は、電気的なアナログ信号に変換され、各マイクロ
ホンごとの出力信号線を通して信号検出処理装置2のA
D変換処理部21へ送られる。
The signal detection processing device 2 mainly comprises an AD conversion processing unit 21 and a digital signal processing unit 22. The signal detection processing device 2 may be arranged separately from the sound source collection device 1 in a separate housing, or may be arranged inside the sound source collection device 1. The acoustic signal received by the microphone is converted into an electric analog signal, and the signal A of the signal detection processor 2 is output through an output signal line for each microphone.
The data is sent to the D conversion processing unit 21.

【0015】AD変換処理部21は、アナログ信号をA
/D変換してデジタル信号を生成する。変換されたデジ
タル信号はデジタル信号処理部22へ送られる。デジタ
ル信号処理部22は、CPUを中心としたマイクロコン
ピュータで構成でき、各マイクロホンごとのデジタル信
号の到着時刻の測定,音源の方向の判定等の処理を行
う。図示していないが、音源の方向の判定結果を出力す
るために、CRTなどの出力部を信号検出処理装置2の
内部、あるいは外部に設けてもよい。
The AD conversion processing section 21 converts the analog signal into A
/ D conversion to generate a digital signal. The converted digital signal is sent to the digital signal processing unit 22. The digital signal processing unit 22 can be constituted by a microcomputer centered on a CPU, and performs processing such as measurement of the arrival time of a digital signal for each microphone, determination of the direction of a sound source, and the like. Although not shown, an output unit such as a CRT may be provided inside or outside the signal detection processing device 2 in order to output the determination result of the direction of the sound source.

【0016】図2に、この発明の音源方向検出装置の一
実施例の外観図を示す。音源収集装置1は、前記したよ
うに、立方体の筐体11であり、その各頂点に無指向性
のマイクロホン素子(A〜H)が接着される。筐体11
は、一辺が数cm程度の小さな立方体から、一辺が数m
の大きな立方体まで、さまざまな用途に応じて使い分け
られる。ここで、マイクロホン素子A〜Hは、立方体の
中心点から各頂点を結ぶ線分を法線方向とするような向
きに接着することが好ましい。なお、マイクロホン素子
Hは図示していないが、図では見えていない立方体の頂
点に存在する。
FIG. 2 is an external view of an embodiment of a sound source direction detecting apparatus according to the present invention. As described above, the sound source collection device 1 is the cubic casing 11, and non-directional microphone elements (A to H) are adhered to respective vertices. Case 11
Is a small cube with a side of several cm and a side of several m
Large cubes can be used for various purposes. Here, it is preferable that the microphone elements A to H are adhered in such a direction that a line connecting the vertices from the center point of the cube is set as the normal direction. Note that the microphone element H is not shown, but exists at the vertex of a cube not visible in the figure.

【0017】音源収集装置1は、台6から所定の距離離
れた空間に支柱4を介して設置すればよい。各マイクロ
ホン素子には、電源用,信号出力用およびアース用の線
材が結線される。これらの線材は、立方体の筐体内部
で、それぞれのマイクロホン素子ごとに束ねて立方体の
筐体11の下部から支柱4内に通される。台6には、信
号検出処理装置2、直流電源3、端子台5が配置され
る。
The sound source collection device 1 may be installed in a space at a predetermined distance from the table 6 via the support 4. Wires for power supply, signal output, and ground are connected to each microphone element. These wires are bundled for each microphone element inside the cubic housing and passed through the support 4 from the lower part of the cubic housing 11. The signal detection processing device 2, the DC power supply 3, and the terminal block 5 are arranged on the table 6.

【0018】支柱4内を通された各線材は、端子台5上
の各マイクロホンごとに別々の端子に接続される。端子
台5には、直流電源3をマイクロホン素子(A〜H)へ
供給する端子と、マイクロホン素子からの出力を取り出
す端子とアース端子が設けられ、それぞれの端子に支柱
4から取り出されたマイクロホン電源線7、マイクロホ
ン出力線8、アース線9の各線材が接続される。また、
マイクロホン出力8の各線材は、端子台5を介して信号
検出処理装置2に接続される。
Each wire passed through the column 4 is connected to a separate terminal for each microphone on the terminal block 5. The terminal block 5 is provided with a terminal for supplying the DC power supply 3 to the microphone elements (A to H), a terminal for taking out an output from the microphone element, and a ground terminal. Each terminal has a microphone power supply taken out from the column 4. The wires 7, the microphone output wire 8, and the ground wire 9 are connected. Also,
Each wire of the microphone output 8 is connected to the signal detection processing device 2 via the terminal block 5.

【0019】図3に、マイクロホン素子(A〜H)と信
号検出処理装置2との接続ブロック図を示す。前記した
ように、信号検出処理装置は、AD変換処理部21、デ
ジタル信号処理部22とから構成される。また、マイク
ロホン素子(A〜H)には、電源線7、マイクロホン出
力線8、アース線9が接続され、マイクロホン出力線8
は、それぞれ別々にAD変換処理部21へ接続される。
AD変換処理部21では、マイクロホン出力線8を通し
て入力されるアナログ音響信号を、同時並列にサンプリ
ングして、デジタル信号に変換する。
FIG. 3 shows a connection block diagram between the microphone elements (A to H) and the signal detection processing device 2. As described above, the signal detection processing device includes the AD conversion processing unit 21 and the digital signal processing unit 22. A power line 7, a microphone output line 8, and a ground line 9 are connected to the microphone elements (A to H).
Are connected to the AD conversion processing unit 21 separately.
The AD conversion processing unit 21 simultaneously samples the analog audio signal input through the microphone output line 8 in parallel and converts it into a digital signal.

【0020】図4に、信号検出処理装置2の構成ブロッ
ク図を示す。AD変換処理部21は、マイクロホンA〜
Hのそれぞれに対応するAD変換器23から構成され
る。デジタル信号処理部22は、AD変換器23から出
力されるデジタル信号を検出する検出部24、検出部2
4に検出のタイミング及びカウント時間を与えるタイマ
ー部25、各検出部24から出力される信号からマイク
ロホンによる音響信号の検出順列を判定する検出順列特
定部26、音源方向を判定する規則を記憶した順列規則
記憶部27、方向を判定する規則に基づいて確定された
検出順列から音源方向の判定を行う音源方向判定部28
とから構成される。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the signal detection processor 2. The AD conversion processing unit 21 includes microphones A to
H is composed of AD converters 23 corresponding to each of H. The digital signal processing unit 22 includes a detection unit 24 that detects a digital signal output from the AD converter 23,
4, a timer unit 25 for giving a detection timing and a count time, a detection sequence specifying unit 26 for determining a detection sequence of a sound signal by a microphone from a signal output from each detection unit 24, and a sequence storing rules for determining a sound source direction. A rule storage unit 27, a sound source direction determining unit 28 for determining a sound source direction from a detection permutation determined based on a rule for determining a direction
It is composed of

【0021】ここで順列規則記憶部27は、RAM、ハ
ードディスク等が用いられ、検出順列特定部26、音源
方向判定部28は、CPUの一機能として実現できる。
検出部24は、各AD変換器23に対応して複数個備え
られ、カウンタ、フリップフロップ等の論理素子から構
成でき、タイマー部25から与えられるクロックに基づ
いて、一定時間、入力されるデジタル信号をカウントす
る。ある検出部24で、カウント値が所定の値を越えた
場合に、その検出部24に対応するマイクロホンから音
響信号が入力されたと判断し、その検出部24は、所定
の検出信号を出力する。
Here, the permutation rule storage unit 27 uses a RAM, a hard disk, or the like, and the detection permutation identification unit 26 and the sound source direction determination unit 28 can be realized as one function of a CPU.
A plurality of detectors 24 are provided corresponding to the respective AD converters 23, and can be constituted by logic elements such as counters and flip-flops. Count. When a certain detection unit 24 has a count value exceeding a predetermined value, it is determined that an acoustic signal has been input from a microphone corresponding to the detection unit 24, and the detection unit 24 outputs a predetermined detection signal.

【0022】検出順列特定部26は、すべての検出部2
4から与えられる検出信号の入力タイミングを常時監視
している。すなわち、検出順列特定部26は、マイクロ
ホンごとに検出された音響信号の到着時刻を測定する計
時手段の役割を果たす。さらに、検出順列特定部26
は、測定された到着時刻の差異から各マイクロホンに対
応した検出信号が入力した順列を特定し、RAM等のメ
モリに記憶する。たとえば、マイクロホンBに対応する
検出部24からの検出信号が最初に入力された後、一定
時間内(たとえば1秒間)にマイクロホンC,A,E,
F,Gの順序で検出信号が入力されたとすると、マイク
ロホンの順列を「B,C,A,E,F,G」として特定
し記憶する。
The detection permutation specifying unit 26 includes all the detection units 2
4 is constantly monitored for the input timing of the detection signal. That is, the detection permutation specifying unit 26 plays a role of a clock unit that measures the arrival time of the acoustic signal detected for each microphone. Further, the detection permutation specifying unit 26
Specifies the permutation to which the detection signal corresponding to each microphone is input from the difference in the measured arrival times, and stores the permutation in a memory such as a RAM. For example, after a detection signal from the detection unit 24 corresponding to the microphone B is first input, the microphones C, A, E, and C within a predetermined time (for example, one second).
Assuming that the detection signals are input in the order of F and G, the permutation of the microphones is specified and stored as “B, C, A, E, F, G”.

【0023】順列規則記憶部27には、マイクロホンの
順列と音源方向との対応を関連づけた規則が記憶されて
いる。たとえば音源収集装置を中心として3次元空間を
48個の領域に分割した場合に、マイクロホンB,A,
Cの順序で音響信号が検出されたときは「領域1」の方
向に音源があるというような規則が記憶されている。こ
の規則については後述する。
The permutation rule storage unit 27 stores rules that associate the correspondence between the permutations of the microphones and the sound source directions. For example, when the three-dimensional space is divided into 48 regions around the sound source collection device, the microphones B, A,
When an acoustic signal is detected in the order of C, a rule that a sound source exists in the direction of “region 1” is stored. This rule will be described later.

【0024】音源方向判定部28は、この順列規則記憶
部27に記憶された規則を参照しながら、検出順列特定
部26で特定されたマイクロホンの順列に対応する音源
方向を判定する。判定された音源方向の情報は、必要に
応じてCRTなどの出力装置へ出力される。以上が、デ
ジタル信号処理部22での音源方向判定処理である。
The sound source direction determining unit 28 determines the sound source direction corresponding to the microphone permutation specified by the detection permutation specifying unit 26 with reference to the rules stored in the permutation rule storage unit 27. Information on the determined sound source direction is output to an output device such as a CRT as necessary. The above is the sound source direction determination processing in the digital signal processing unit 22.

【0025】次に、マイクロホンの検出順列と音源方向
との対応を関連づけた規則について説明する。図5に、
音源方向を判定する規則の説明図を示す。ここでは、音
源収集装置1の8つの頂点のうちBの位置にあるマイロ
クホンが最初に音響信号を受信した場合を例にとって説
明する。音源収集装置1が立方体とすると、この立方体
の中心Oから見て、音源方向は頂点Bの周囲の6つの平
面(P1〜P6)を通過する方向に分類できる。
Next, a description will be given of a rule relating the correspondence between the microphone permutation and the sound source direction. In FIG.
FIG. 4 shows an explanatory diagram of a rule for determining a sound source direction. Here, a case will be described as an example where the mylocphone at the position B of the eight vertices of the sound source collection device 1 first receives an acoustic signal. Assuming that the sound source collection device 1 is a cube, the sound source directions can be classified into directions passing through six planes (P1 to P6) around the vertex B when viewed from the center O of the cube.

【0026】たとえば、平面P1は、頂点B’,L’,
Nによって形成される平面であり、平面P6は、頂点
B’,K’,Nによって形成される平面である。ここ
で、J’,K’,L’は、それぞれBFGC平面の中心
J、AEFB平面の中心K、ABCD平面の中心Lと対
応する点である。また、A’,B’,C’,D’,M,
N,Qは、音源収集装置1の各頂点等の平面上への写像
点である。
For example, the plane P1 has vertices B ', L',
The plane P6 is a plane formed by the vertices B ′, K ′, and N. Here, J ′, K ′, and L ′ are points corresponding to the center J of the BFGC plane, the center K of the AEFB plane, and the center L of the ABCD plane, respectively. A ', B', C ', D', M,
N and Q are mapping points on the plane such as vertices of the sound source collection device 1.

【0027】中心Oから見て平面P1を通過する方向に
音源があると判定される場合には、音源と各頂点までの
距離は、頂点Bが最も近く、次に頂点A,C,……とい
う順序となる。この場合の説明図を図6及び図12に示
す。図12は、図5をABCD平面の上方から見た平面
図を示している。図12において、音源の位置をABC
D平面に投影した位置を、S1,S2,S3とする。
今、音源がS1の位置にある場合を考えると、S1B<
1A<S1C<S1Dという距離関係が成立する。した
がって、音源がS1の位置にある場合は、マイクロホン
B,A,C,Dの順に音響信号が受信される。
If it is determined that there is a sound source in the direction passing through the plane P1 when viewed from the center O, the distance between the sound source and each vertex is closest to the vertex B, then to the vertices A, C,. The order is as follows. FIGS. 6 and 12 show explanatory diagrams in this case. FIG. 12 is a plan view of FIG. 5 as viewed from above the ABCD plane. In FIG. 12, the position of the sound source is ABC
The positions projected on the D plane are S1, S2, and S3.
Now, considering a case where the sound source is located at the position S1, S 1 B <
A distance relationship of S 1 A <S 1 C <S 1 D is established. Therefore, if the sound source is at the position of S 1, microphone B, A, C, acoustic signals are received in the order of D.

【0028】ここで、音源S1は、平面P1の領域を代
表する位置であり、この領域内に音源があればマイクロ
ホンB,A,C,Dの順序で受信される。また、音源が
S2の位置にある場合、すなわち平面P2の領域にある
場合は、マイクロホンB,C,A,Dの順序で音響信号
が受信される。さらに、音源がS3の位置にある場合、
すなわち平面P7の領域にある場合は、マイクロホン
A,B,C,Dの順序で音響信号が受信される。
Here, the sound source S1 is a position representing the area of the plane P1, and if there is a sound source in this area, the microphones B, A, C and D are received in this order. When the sound source is located at the position S2, that is, when the sound source is located in the area of the plane P2, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, C, A, and D. Further, when the sound source is at the position of S3,
That is, when the microphone is in the area of the plane P7, the acoustic signals are received in the order of the microphones A, B, C, and D.

【0029】ところで、この実施例において、検出順列
特定部26で特定された音響信号を受信したマイクロホ
ンの順序のうち、上位3つの順序によって音源方向を判
定することができる。たとえば、図12のS1の位置に
音源がある場合には、マイクロホンB,A,Cの順序で
音響信号が受信されることから、中心Oから見て平面P
1を通過する方向に音源があると判定できる。したがっ
てこの場合の規則としては、「音響信号の検出順列がマ
イクロホンB,A,Cの順である場合には、立方体の中
心Oから見て平面P1を通過する方向に音源があると判
定する」という規則が成立する。
By the way, in this embodiment, the sound source direction can be determined based on the order of the three most significant microphones among the order of the microphones that have received the acoustic signal specified by the detection permutation specifying unit 26. For example, when the sound source is located at the position S1 in FIG. 12, the sound signals are received in the order of the microphones B, A, and C.
It can be determined that there is a sound source in the direction passing through 1. Therefore, as a rule in this case, as a rule, "if the detection sequence of the acoustic signal is the order of the microphones B, A, and C, it is determined that the sound source exists in the direction passing through the plane P1 as viewed from the center O of the cube." The rule holds.

【0030】図7は、頂点Bのマイクロホンが最も早く
受信する場合で、中心Oから見て平面P2の方向に音源
がある場合の音源方向の範囲を示す説明図である。この
場合、音響信号は、マイクロホンB,C,Aの順序で受
信される。図8は、頂点Bのマイクロホンが最も早く受
信する場合で、中心Oから見て平面P3の方向に音源が
ある場合の音源方向の範囲を示す説明図である。この場
合、音響信号は、マイクロホンB,C,Fの順序で受信
される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the range of the sound source direction when the microphone at the vertex B receives the earliest sound and the sound source is in the direction of the plane P2 when viewed from the center O. In this case, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, C, and A. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the range of the sound source direction when the microphone at the vertex B receives the earliest and the sound source is in the direction of the plane P3 when viewed from the center O. In this case, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, C, and F.

【0031】図9は、頂点Bのマイクロホンが最も早く
受信する場合で、中心Oから見て平面P4の方向に音源
がある場合の音源方向の範囲を示す説明図である。この
場合、音響信号は、マイクロホンB,F,Cの順序で受
信される。図10は、頂点Bのマイクロホンが最も早く
受信する場合で、中心Oから見て平面P5の方向に音源
がある場合の音源方向の範囲を示す説明図である。この
場合、音響信号は、マイクロホンB,F,Aの順序で受
信される。図11は、頂点Bのマイクロホンが最も早く
受信する場合で、中心Oから見て平面P6の方向に音源
がある場合の音源方向の範囲を示す説明図である。この
場合、音響信号は、マイクロホンB,A,Fの順序で受
信される。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the range of the sound source direction when the microphone at the vertex B receives the earliest sound and the sound source is in the direction of the plane P4 when viewed from the center O. In this case, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, F, and C. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the range of the sound source direction when the microphone at the vertex B receives the earliest and the sound source is in the direction of the plane P5 when viewed from the center O. In this case, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, F, and A. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the range of the sound source direction when the microphone at the vertex B receives the earliest sound and the sound source is in the direction of the plane P6 when viewed from the center O. In this case, the acoustic signals are received in the order of the microphones B, A, and F.

【0032】以上の考察から、頂点Bのマイクロホンが
最も早く受信する場合には、次の6つの規則が成立す
る。 ルール1:マイクロホンの受信順列B,A,Cならば、
中心Oから見て平面P1を通過する方向に音源がある。 ルール2:マイクロホンの受信順列B,C,Aならば、
中心Oから見て平面P2を通過する方向に音源がある。 ルール3:マイクロホンの受信順列B,C,Fならば、
中心Oから見て平面P3を通過する方向に音源がある。 ルール4:マイクロホンの受信順列B,F,Cならば、
中心Oから見て平面P4を通過する方向に音源がある。 ルール5:マイクロホンの受信順列B,F,Aならば、
中心Oから見て平面P5を通過する方向に音源がある。 ルール6:マイクロホンの受信順列B,A,Fならば、
中心Oから見て平面P6を通過する方向に音源がある。
From the above considerations, when the microphone at the vertex B receives the earliest, the following six rules hold. Rule 1: If the receiving sequence of microphones is B, A, C,
There is a sound source in a direction passing through the plane P1 when viewed from the center O. Rule 2: If the permutation B, C, A of the microphone,
There is a sound source in a direction passing through the plane P2 when viewed from the center O. Rule 3: If the microphone permutations B, C, and F,
There is a sound source in a direction passing through the plane P3 when viewed from the center O. Rule 4: If the receiving sequence of microphones is B, F, C,
There is a sound source in a direction passing through the plane P4 when viewed from the center O. Rule 5: If the permutation B, F, A of the microphone,
There is a sound source in a direction passing through the plane P5 when viewed from the center O. Rule 6: If the receiving sequence of microphones is B, A, F,
There is a sound source in a direction passing through the plane P6 when viewed from the center O.

【0033】また、同様にして、立方体の対称性から、
他の頂点A,C,D,E,F,G,Hについても、それ
ぞれ音源方向をその頂点の周囲の6つの平面を通過する
方向に分類することができる。そして、各頂点につき、
最初に受信した3つのマイクロホンの順序から、6つの
音源方向のうちどれかが特定される。すなわち、8つの
頂点につき、それぞれ6つの音源方向を特定する規則が
存在し、中心Oから見て3次元空間の音源方向は、6
(方向)×8(頂点)=48通りの方向に分割して判定
できる。この第1実施例の場合は、48個の規則が順列
規則記憶部27に記憶される。この発明は、このような
構成及び処理を備えることによって、3次元空間の方向
を48通りに分割した音源方向の検出をすることができ
る。
Similarly, from the symmetry of the cube,
For the other vertices A, C, D, E, F, G, and H, the sound source directions can be classified into directions passing through six planes around the vertices. And for each vertex,
One of the six sound source directions is specified from the order of the three microphones received first. That is, there are rules for specifying six sound source directions for each of the eight vertices, and the sound source direction in the three-dimensional space when viewed from the center O is 6
(Direction) × 8 (vertex) = 48 directions can be divided and determined. In the case of the first embodiment, 48 rules are stored in the permutation rule storage unit 27. According to the present invention, by providing such a configuration and processing, it is possible to detect a sound source direction obtained by dividing the direction of the three-dimensional space into 48 ways.

【0034】次に、この第1実施例の音源方向検出装置
の応用例を示す。図13は、外部音源の方向を検出する
ボックスに、この第1実施例を適用した応用例の説明図
である。図13のボックスは、中に人が入ることのでき
る程度の大きさで、図2等で説明した音源収集装置1に
対応するものである。ここでは信号検出処理装置2に相
当するものは図示していないが、たとえば別室に設けれ
ばよい。
Next, an application example of the sound source direction detecting apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 13 is an explanatory diagram of an application example in which the first embodiment is applied to a box for detecting the direction of an external sound source. The box in FIG. 13 is large enough to allow a person to enter, and corresponds to the sound source collection device 1 described in FIG. 2 and the like. Here, a component corresponding to the signal detection processing device 2 is not shown, but may be provided in a separate room, for example.

【0035】ここで、ボックスの8つの頂点にそれぞれ
マイクロホンを設け、外部音源の方向を検出する。ま
た、ボックスの6つの壁面に表示パネルを設置し、この
音源方向検出装置で検出した音源方向に対応して表示パ
ネルの点滅や表示を行うようにする。このようにすれ
ば、音が通過しない壁であっても、外部音源がどの方向
にあるかを容易に知ることができる。また、ボックス内
部の人から見て、空間を48分割した単位で音源の方向
を知ることができる。
Here, microphones are provided at the eight vertexes of the box to detect the direction of the external sound source. In addition, display panels are installed on the six wall surfaces of the box, and the display panel blinks or displays according to the sound source direction detected by the sound source direction detection device. In this way, it is possible to easily know the direction of the external sound source even on a wall through which sound does not pass. Also, as seen from the person inside the box, the direction of the sound source can be known in units of 48 divided spaces.

【0036】図14は、自立ロボットにこの第1実施例
を適用した応用例の説明図である。図のように、立方体
の各頂点となる位置に、それぞれマイクロホンを設け
る。このロボットそのものが音源収集装置1であり、信
号検出処理装置2はロボットの内部に設ければよい。
FIG. 14 is an explanatory diagram of an application example in which the first embodiment is applied to a self-standing robot. As shown in the figure, a microphone is provided at each of the vertices of the cube. The robot itself is the sound source collection device 1, and the signal detection processing device 2 may be provided inside the robot.

【0037】ロボットの上部に、周囲の状況を見るカメ
ラ部を設け、このカメラ部を上下左右に駆動できる上下
回転機構と左右回転機構を設ける。そして、音源収集装
置1で検出した音源方向とカメラ部とを連動させれば、
音源方向にロボットのカメラ部を回転させることがで
き、音源方向の映像をつねにカメラでとらえることが可
能となる。したがってこの発明は、防犯・防災などのた
めの監視ロボットや監視カメラに応用することができ
る。
At the top of the robot, a camera section for observing the surroundings is provided, and an up-down rotation mechanism and a left-right rotation mechanism capable of driving the camera section up, down, left and right are provided. If the direction of the sound source detected by the sound source collection device 1 and the camera unit are linked,
The camera unit of the robot can be rotated in the direction of the sound source, so that the camera can always capture images in the direction of the sound source. Therefore, the present invention can be applied to surveillance robots and surveillance cameras for crime prevention and disaster prevention.

【0038】第2実施例 次に、隣接したマイクロホンについて、音響信号の到着
時刻の時間差を測定して音源方向を3次元的に検出する
実施例について説明する。図15に、この第2実施例の
信号検出処理装置の構成ブロック図を示す。図4と同様
に、各マイクロホンから受信されたアナログ信号は、A
D変換器23でデジタル信号に変換されて、検出部24
で、タイマー25から与えられるクロックに基づいて、
入力があったかどうかが検出される。
Second Embodiment Next, a description will be given of an embodiment in which the time difference between the arrival times of the acoustic signals of adjacent microphones is measured to detect the sound source direction three-dimensionally. FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the signal detection processing device according to the second embodiment. As in FIG. 4, the analog signal received from each microphone is A
The signal is converted into a digital signal by the D converter 23 and
Then, based on the clock given from the timer 25,
It is detected whether an input has been made.

【0039】検出された場合は、その対応する検出部2
4から検出信号が隣接素子間時間差算出部31へ出力さ
れる。隣接素子間時間差算出部31は、隣接するマイク
ロホンたとえばBとA,BとC,BとFとの間の検出時
間差Δtを求める。そして、後述するような数式によっ
て、3つの平面に対する音源方向の角度がそれぞれ算出
でき、これらの角度から音源方向が詳細に求められる。
If a detection is made, the corresponding detection unit 2
4 outputs a detection signal to the time difference calculating unit 31 between adjacent elements. The adjacent element time difference calculation unit 31 calculates a detection time difference Δt between adjacent microphones, for example, B and A, B and C, and B and F. Then, the angles of the sound source directions with respect to the three planes can be calculated by mathematical expressions as described later, and the sound source direction can be obtained in detail from these angles.

【0040】図16に、この第2実施例の角度計算の説
明図を示す。マイクロホンAとBに対して、図のような
方向に音源があったとする。このとき、ABCD平面の
法線方向に対する音源方向の角度をθとする。マイクロ
ホンAとBの距離をdとすると、音源からの音響信号が
マイクロホンBよりもマイクロホンAに到着するまでの
距離はdsinθだけ長いことになる。ここで空気中の
音速をCとすると、(dsinθ)/c時間だけ、マイ
クロホンAの方が遅く音響信号を検出することになる。
FIG. 16 is an explanatory diagram of the angle calculation according to the second embodiment. It is assumed that there is a sound source in the direction shown in the figure for the microphones A and B. At this time, let θ be the angle of the sound source direction with respect to the normal direction of the ABCD plane. Assuming that the distance between the microphones A and B is d, the distance until the acoustic signal from the sound source reaches the microphone A than the microphone B is longer by dsinθ. Here, assuming that the sound speed in the air is C, the microphone A detects the acoustic signal later by (dsin θ) / c time.

【0041】すなわち、マイクロホンBとAとの検出時
間差Δtは、角度θに依存し、次式で表わされる。 Δt=(dsinθ)/c ……(1) したがって、音源方向の角度θは、 θ=sin-1(cΔt/d) ……(2) によって求められる。
That is, the detection time difference Δt between the microphones B and A depends on the angle θ and is expressed by the following equation. Δt = (dsin θ) / c (1) Therefore, the angle θ of the sound source direction is obtained by θ = sin −1 (cΔt / d) (2)

【0042】図16では、隣接するマイクロホンAとB
の検出時間差から、ABCD平面に対する音源方向の角
度θを求める例を示したが、B点を中心とする方向から
音響信号が得られる場合は同様にしてBCGF平面、A
BFE平面に対する音源方向の角度を求めることができ
る。たとえば、BCGF平面に対しては、隣接するマイ
クロホンBとCの検出時間差から音源方向の角度が求め
られる。
In FIG. 16, adjacent microphones A and B
In the above example, the angle θ of the sound source direction with respect to the ABCD plane is obtained from the detection time difference of the sound source.
The angle of the sound source direction with respect to the BFE plane can be obtained. For example, with respect to the BCGF plane, the angle of the sound source direction is obtained from the detection time difference between the adjacent microphones B and C.

【0043】図15においては、隣接素子間時間差算出
部31で検出された隣接するマイクロホンどおしの時間
差Δtが、各平面の角度算出部32,33,34へ与え
られ、各角度算出部32,33,34では、前記した数
式(2)により各平面に対する音源方向の角度が計算で
きる。そして、求められた3つの音源方向の角度θによ
り、音源方向が一意的に決定される。
In FIG. 15, the time difference .DELTA.t between adjacent microphones detected by the adjacent element time difference calculating section 31 is given to the angle calculating sections 32, 33, and 34 of the respective planes. , 33, and 34, the angle of the direction of the sound source with respect to each plane can be calculated by the above equation (2). Then, the sound source direction is uniquely determined by the obtained angles θ of the three sound source directions.

【0044】ここで、隣接素子間時間差算出部31、A
BCD平面の角度算出部32、ABFE平面の角度算出
部33、BCGF平面の角度算出部34の各機能は、C
PUと、RAM等に記憶されたプログラムによって実現
できる。なお、ここでは、3つの平面(ABCD,AB
FE,BCGF)の場合を示したが、任意の頂点に対し
てその頂点を含む3つの平面について同様の角度算出を
行うことができる。したがって、この第2実施例によれ
ば、より正確に3次元空間のあらゆる方向についての音
源方向の特定が可能となる。
Here, the adjacent element time difference calculating section 31, A
The functions of the BCD plane angle calculator 32, the ABFE plane angle calculator 33, and the BCGF plane angle calculator 34 are as follows:
This can be realized by a PU and a program stored in a RAM or the like. Here, three planes (ABCD, AB
FE, BCGF), the same angle calculation can be performed for an arbitrary vertex on three planes including the vertex. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to more accurately specify the sound source directions in all directions in the three-dimensional space.

【0045】[0045]

【発明の効果】この発明によれば、マイクロホンを立体
的形状の筐体の各頂点に配置し、受信された音響信号の
到着時刻の差異を基にして音源の方向を判定しているの
で、3次元空間の任意の方向に位置する音源の方向を検
出できる。また、隣接するマイクロホンの到着時刻の時
間差を演算して音源方向を求めるので、より正確に音源
方向の特定が可能である。
According to the present invention, the microphone is arranged at each vertex of the three-dimensional housing, and the direction of the sound source is determined based on the difference in the arrival time of the received acoustic signal. The direction of the sound source located in an arbitrary direction in the three-dimensional space can be detected. Further, since the sound source direction is obtained by calculating the time difference between the arrival times of the adjacent microphones, the sound source direction can be specified more accurately.

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

【図1】この発明の第1実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1実施例の音源方向検出装置の外
観図である。
FIG. 2 is an external view of a sound source direction detecting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1実施例のマイクロホンと信号検
出処理装置の接続ブロック図である。
FIG. 3 is a connection block diagram of the microphone and the signal detection processing device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第1実施例の信号検出処理装置の構
成ブロック図である。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a signal detection processing device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第1実施例の音源方向判定規則の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a sound source direction determination rule according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1実施例において検出される音源
方向の範囲の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1実施例において検出される音源
方向の範囲の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第1実施例において検出される音源
方向の範囲の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第1実施例において検出される音源
方向の範囲の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第1実施例において検出される音
源方向の範囲の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図11】この発明の第1実施例において検出される音
源方向の範囲の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a range of a sound source direction detected in the first embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第1実施例の音源方向判定規則の
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a sound source direction determination rule according to the first embodiment of this invention.

【図13】この発明の第1実施例の応用例の説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an application example of the first embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第1実施例の自立ロボットへの応
用例の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of an application example of the first embodiment of the present invention to a self-standing robot.

【図15】この発明の第2実施例の信号検出処理装置の
構成ブロック図である。
FIG. 15 is a configuration block diagram of a signal detection processing device according to a second embodiment of the present invention.

【図16】この発明の第2実施例の角度計算の説明図で
ある。
FIG. 16 is an explanatory diagram of angle calculation according to the second embodiment of the present invention.

【図17】従来の音源方向検出装置の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a conventional sound source direction detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 音源収集装置 2 信号検出処理装置 3 電源 4 支柱 5 端子台 6 台 7 マイクロホン電源線 8 マイクロホン出力線 9 アース線 11 正立方体筐体 21 AD変換処理部 22 デジタル信号処理部 23 AD変換器 24 検出部 25 タイマー 26 検出順列特定部 27 順列規則記憶部 28 音源方向判定部 31 隣接素子間時間差算出部 32 ABCD平面の角度算出部 33 ABFE平面の角度算出部 34 BCGF平面の角度算出部 REFERENCE SIGNS LIST 1 sound source collection device 2 signal detection processing device 3 power supply 4 support 5 terminal block 6 units 7 microphone power line 8 microphone output line 9 ground line 11 cubic housing 21 AD conversion processing unit 22 digital signal processing unit 23 AD converter 24 detection Unit 25 timer 26 detection permutation identification unit 27 permutation rule storage unit 28 sound source direction determination unit 31 time difference calculation unit between adjacent elements 32 angle calculation unit on ABCD plane 33 angle calculation unit on ABFE plane 34 angle calculation unit on BCGF plane

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3次元的に配置した複数のマイクロホン
と、各マイクロホンによって検出された音響信号の到着
順序に対応するマイクロホンの順列を基にして音源の方
向を判定する方向判定部とから構成されることを特徴と
する音源方向検出装置。
1. A microphone comprising: a plurality of microphones arranged three-dimensionally; and a direction determination unit for determining a direction of a sound source based on a permutation of microphones corresponding to an arrival order of acoustic signals detected by the microphones. A sound source direction detection device, characterized in that:
【請求項2】 前記方向判定部が、各マイクロホンによ
って検出された音響信号の到着時刻を測定する計時手段
と、計時手段によって測定された到着時刻の早い順にマ
イクロホンの順列を特定する順列特定手段と、マイクロ
ホンの順列から一意的に決定される音源方向情報を、そ
の順列ごとに予め記憶した順列規則記憶手段と、前記特
定されたマイクロホンの順列に対応する音源方向情報
を、前記順列規則記憶手段から取出す検索手段とから構
成されることを特徴とする請求項1記載の音源方向検出
装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the direction determining unit measures time of arrival of the acoustic signal detected by each microphone, and permutation specifying means that specifies a permutation of the microphones in order of earliest arrival time measured by the time measuring means. The sound source direction information uniquely determined from the permutation of the microphones, permutation rule storage means pre-stored for each permutation, and the sound source direction information corresponding to the specified permutation of the microphones from the permutation rule storage means. 2. The sound source direction detecting device according to claim 1, further comprising a retrieval unit for extracting the sound source direction.
【請求項3】 前記マイクロホンが立方体形状の筐体の
各頂点に配置され、前記検索手段が前記順列規則記憶手
段から取出す音源方向情報が、上位3つのマイクロホン
の順列によって一意的に決定される音源方向情報である
ことを特徴とする請求項2記載の音源方向検出装置。
3. A sound source in which the microphones are arranged at respective vertices of a cubic-shaped casing, and sound source direction information retrieved by the search means from the permutation rule storage means is uniquely determined by a permutation of the top three microphones. The sound source direction detecting device according to claim 2, wherein the direction information is direction information.
【請求項4】 前記方向判定部が、 各マイクロホンによって検出された音響信号の到着時刻
を測定する計時手段と、所定の隣接した2つのマイクロ
ホンについて、前記計時手段によって測定された音響信
号の到着時刻の時間差を算出する時間差算出手段と、2
つのマイクロホンについて算出された時間差と当該2つ
のマイクロホンの距離とから、当該2つのマイクロホン
の存在する平面に対する音源方向を求める方向演算手段
を備えることを特徴とする請求項1記載の音源方向検出
装置。
4. The time determining means for measuring the arrival time of the sound signal detected by each microphone, and the arrival time of the sound signal measured by the time measuring means for two predetermined adjacent microphones. Time difference calculating means for calculating a time difference between
2. The sound source direction detecting device according to claim 1, further comprising: a direction calculating unit that obtains a sound source direction with respect to a plane on which the two microphones are located from a time difference calculated for the two microphones and a distance between the two microphones.
JP14782997A 1997-06-05 1997-06-05 Sound source direction detector Withdrawn JPH10332807A (en)

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