JPS59105575A - 音方向検出方式 - Google Patents
音方向検出方式Info
- Publication number
- JPS59105575A JPS59105575A JP21594982A JP21594982A JPS59105575A JP S59105575 A JPS59105575 A JP S59105575A JP 21594982 A JP21594982 A JP 21594982A JP 21594982 A JP21594982 A JP 21594982A JP S59105575 A JPS59105575 A JP S59105575A
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- Japan
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- sound
- microphones
- output
- microphone
- sounds
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/802—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/808—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using transducers spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は音源到来方向を検出する音方向検出方式に関し
、発音を伴ないながら移動する物体の収音、撮影、例え
ば■自動追尾カメラ、■自動追尾望遠マイクロホン、■
サービスロボット或いは測定装置として、■部屋の間接
音到来方向測定等に応用できるものである。
、発音を伴ないながら移動する物体の収音、撮影、例え
ば■自動追尾カメラ、■自動追尾望遠マイクロホン、■
サービスロボット或いは測定装置として、■部屋の間接
音到来方向測定等に応用できるものである。
従来例構成とその問題点
従来における音方向を検出する手段として代表的なもの
に、２本のマイクロホンによる収音方式がある。この方
式は、２本のマイクロホンに到達する音の時間差によっ
て到来方向の情報としているが、一般的に左右の方向を
検出するが、前後方向の区別はつかない。又この方式は
いわゆるステレオ再生の為の収音方式であり、音方向の
検出機能として機器の自動制御手段に用いたものは見当
らない。又、特定方向に高感度を有するいわゆる望遠マ
イクロホンも、それ自体では音方向検出機能は有してい
ない。
に、２本のマイクロホンによる収音方式がある。この方
式は、２本のマイクロホンに到達する音の時間差によっ
て到来方向の情報としているが、一般的に左右の方向を
検出するが、前後方向の区別はつかない。又この方式は
いわゆるステレオ再生の為の収音方式であり、音方向の
検出機能として機器の自動制御手段に用いたものは見当
らない。又、特定方向に高感度を有するいわゆる望遠マ
イクロホンも、それ自体では音方向検出機能は有してい
ない。
発明の目的
本発明は、複数個のマイクロホンと音信号処理回路との
組合せにより、全周囲から到来する音方向の情報とする
１１イ気信号出力を得る音方向検出方式の提供を目的と
したものであり、得られた電気信号出力で機器の回転制
御系を駆動する事により、例えば発音被写体を自動追尾
するカメラ等の撮影装置、命令した人物に追従して仕事
をする例えばサービスロボット、自動追尾望遠マイクロ
ホン、更に部屋の間接音入射方向の検知、測定等に適用
させ得るよう番こしたのである。
組合せにより、全周囲から到来する音方向の情報とする
１１イ気信号出力を得る音方向検出方式の提供を目的と
したものであり、得られた電気信号出力で機器の回転制
御系を駆動する事により、例えば発音被写体を自動追尾
するカメラ等の撮影装置、命令した人物に追従して仕事
をする例えばサービスロボット、自動追尾望遠マイクロ
ホン、更に部屋の間接音入射方向の検知、測定等に適用
させ得るよう番こしたのである。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明は３個以上のマイクロ
ホン構成からなる音収音部と、各々のマイクロホンから
の電気信号を音方向検出信号とする為の電気信号処理回
路から成る。
ホン構成からなる音収音部と、各々のマイクロホンから
の電気信号を音方向検出信号とする為の電気信号処理回
路から成る。
実施例の説明
以下、Ｎ１示の実施例について本発明を詳述すると、第
１図は同一平面内に配置した３個のマイクロホンから構
成される収音部の一例である。マイクロホン（Ａｔ ｆ
ｉｌ （Ｃ１ｏ）３個を直交座標軸上で、図の如く三角
形をなす様に配置し、そのマイクロホンｆＡｌ四曲の距
離を音速時間差ＴＡ−Ｂ、マイクロホンｆＡｌ （Ｃ１
間時間差をＴＡ−Ｃとする。更に座標軸平面においてマ
イクロホン（Ａｌを中心とする２、７［、の回転平面を
取り、今、θ１方向から音が到来してきたとする。
１図は同一平面内に配置した３個のマイクロホンから構
成される収音部の一例である。マイクロホン（Ａｔ ｆ
ｉｌ （Ｃ１ｏ）３個を直交座標軸上で、図の如く三角
形をなす様に配置し、そのマイクロホンｆＡｌ四曲の距
離を音速時間差ＴＡ−Ｂ、マイクロホンｆＡｌ （Ｃ１
間時間差をＴＡ−Ｃとする。更に座標軸平面においてマ
イクロホン（Ａｌを中心とする２、７［、の回転平面を
取り、今、θ１方向から音が到来してきたとする。
一方、ｆ！ ２図はこれらマイクロホン（Ａｌ ｆＢｌ
（Ｃ１からの電気信号を処理して、音方向検出電気信
号を得る回路の一実施例である。第２図において（１１
（２＋ ＋３１はレベル増中器で、マイクロホン（Ａｌ
（Ｂｌｆｃｌの微弱音信号を処理しやすい適当なレベ
ルに増巾するものである。（４１（５１（６１はパント
ノマスフィルターで、発音源の音スペクトルの特徴成分
のみを取出し、ＳＮを畠ｙ）ると共に検出感度、精度を
高めるもので、バックグランドノイズ等の検出上の不用
な音信号を排除するものである。
（Ｃ１からの電気信号を処理して、音方向検出電気信
号を得る回路の一実施例である。第２図において（１１
（２＋ ＋３１はレベル増中器で、マイクロホン（Ａｌ
（Ｂｌｆｃｌの微弱音信号を処理しやすい適当なレベ
ルに増巾するものである。（４１（５１（６１はパント
ノマスフィルターで、発音源の音スペクトルの特徴成分
のみを取出し、ＳＮを畠ｙ）ると共に検出感度、精度を
高めるもので、バックグランドノイズ等の検出上の不用
な音信号を排除するものである。
（７） （８１（９１はレベル比較器で、基準電圧Ｖ″
Ｉｌｌより各々高い信号レベルが十端子００に印加され
ると、出力端子がそれぞれＨ（ハイレベル）になる。
Ｉｌｌより各々高い信号レベルが十端子００に印加され
ると、出力端子がそれぞれＨ（ハイレベル）になる。
このレベル比較器の動作を第３図ｆａｔ（ｂｌに示し、
（”ｌはフィルタ（４）の出力波形、（ｂ）はフィルタ
（５）の出力波形である。第１図、第２図のマイクロホ
ンｆＡｌ （Ｂｌ （Ｃ１及び増幅器、フィルターに特
性の揃ったものを用いると、レベル比較器（７１（ｓｌ
（９）には音信号が同一波形で時間差のみの異なる波
形が印加される。ここで基準電圧ｖｒＨをバックグラン
ドノイズ等の不用音信号レベルのや＼高いレベルに設定
しておくと、それぞれのレベル比較器（７１（８１（９
１において、基準電圧■゛Ｈをこえた瞬間に出力端子が
Ｈ（ハイレベル）に上がり、マイクロホン（Ａｌ （］
ｓｌ （Ｃ）に到達した瞬間の音の時間が検出されるこ
とになる。更にこれらレベル比較器（７）（８）（９１
の出力をフリップフロップ０１１ Ｈ０３のセット端子
に接続し、リセット端子０４）が、Ｌ ｔロー）状態な
ら、この間セットデータが保持され、この出力データを
次段の７リツプフロツプＱｆｅ ＱＱ Ｑηのセット、
リセット端子に第２図の様に接続すると、フリップフロ
ップ０υの出力にはセット、リセットのタイミング時間
差、すなわちマイクロホン＋Ａ＋ （Ｂｌへの音の到達
時間差分のパルス巾を有する出力が得られる。この時フ
リップフロップ０りの出力は生じない。この理由は、リ
セット端子へのデータ入力のタイミングがセット端子へ
のデータタイミングより早いからである。逆に７リツプ
フロツプ０４１）に出力が生じる時は、フリップフロッ
プＯＱには生じない。この反転出力動作は第１図におけ
る音の到来方向と一致するものであり、音方向βがθく
の〈厄の時フリップフロップ０９が出力し、ｙｒ＝りｅ
ｔ＜２７ｕの時、フリップフロップＯＱが出力し、音方
向の前後判別を行なうものとなる。
（”ｌはフィルタ（４）の出力波形、（ｂ）はフィルタ
（５）の出力波形である。第１図、第２図のマイクロホ
ンｆＡｌ （Ｂｌ （Ｃ１及び増幅器、フィルターに特
性の揃ったものを用いると、レベル比較器（７１（ｓｌ
（９）には音信号が同一波形で時間差のみの異なる波
形が印加される。ここで基準電圧ｖｒＨをバックグラン
ドノイズ等の不用音信号レベルのや＼高いレベルに設定
しておくと、それぞれのレベル比較器（７１（８１（９
１において、基準電圧■゛Ｈをこえた瞬間に出力端子が
Ｈ（ハイレベル）に上がり、マイクロホン（Ａｌ （］
ｓｌ （Ｃ）に到達した瞬間の音の時間が検出されるこ
とになる。更にこれらレベル比較器（７）（８）（９１
の出力をフリップフロップ０１１ Ｈ０３のセット端子
に接続し、リセット端子０４）が、Ｌ ｔロー）状態な
ら、この間セットデータが保持され、この出力データを
次段の７リツプフロツプＱｆｅ ＱＱ Ｑηのセット、
リセット端子に第２図の様に接続すると、フリップフロ
ップ０υの出力にはセット、リセットのタイミング時間
差、すなわちマイクロホン＋Ａ＋ （Ｂｌへの音の到達
時間差分のパルス巾を有する出力が得られる。この時フ
リップフロップ０りの出力は生じない。この理由は、リ
セット端子へのデータ入力のタイミングがセット端子へ
のデータタイミングより早いからである。逆に７リツプ
フロツプ０４１）に出力が生じる時は、フリップフロッ
プＯＱには生じない。この反転出力動作は第１図におけ
る音の到来方向と一致するものであり、音方向βがθく
の〈厄の時フリップフロップ０９が出力し、ｙｒ＝りｅ
ｔ＜２７ｕの時、フリップフロップＯＱが出力し、音方
向の前後判別を行なうものとなる。
ここで、フリップフロップａυの出力パルス中有は’Ｔ
ｈ＝Ｔ （Ａ Ｂ ） ！ ｉｎ ６１７ （但しσ
くσＩ＜７ｌ−Ｊ）同様にフリップフロップ００の出力
パルスＴｆは、Ｔ’１ ＝Ｔ （Ａ −Ｂ ） ｓ ｉ
ｎ ０１（但し几〈／９／（２石）一方、フリップフロ
ップαηは、音方向の左右の判別を行なうものであり、
マイクロホン（Ａｌの出力ヲマイクロホン（Ｃ１の出力
でリセット動作させるものである。すなわち、音方向忍
が＋（ｅｙ＜、−少の範囲では、常にマイクロホン（Ａ
）への音の到達時間がマイクロト端子へのデータ印加が
リセット端子のそれより早い為、出力端子（ｏｕＬ３
）にパルス出力が現われる。今＜θｔ＜２ ”の範囲で
は、リセットタイミングの方が早い為、出力端子（ｏｕ
ｔ３ ）には出力が生じない。この動作はすなわち音方
向の左右の判別を行なっている事になる。
ｈ＝Ｔ （Ａ Ｂ ） ！ ｉｎ ６１７ （但しσ
くσＩ＜７ｌ−Ｊ）同様にフリップフロップ００の出力
パルスＴｆは、Ｔ’１ ＝Ｔ （Ａ −Ｂ ） ｓ ｉ
ｎ ０１（但し几〈／９／（２石）一方、フリップフロ
ップαηは、音方向の左右の判別を行なうものであり、
マイクロホン（Ａｌの出力ヲマイクロホン（Ｃ１の出力
でリセット動作させるものである。すなわち、音方向忍
が＋（ｅｙ＜、−少の範囲では、常にマイクロホン（Ａ
）への音の到達時間がマイクロト端子へのデータ印加が
リセット端子のそれより早い為、出力端子（ｏｕＬ３
）にパルス出力が現われる。今＜θｔ＜２ ”の範囲で
は、リセットタイミングの方が早い為、出力端子（ｏｕ
ｔ３ ）には出力が生じない。この動作はすなわち音方
向の左右の判別を行なっている事になる。
以上、フリップフロップ０１９０００７）の各出力端子
ｏｕｔｌ〜３の出力特性を第４図に示す。第４図中のタ
テ軸は出力パルスの巾、ヨコ軸は音方向角を示している
。これら出力端子ｏｕｔｌ〜３の出力パルスの同期及び
有無により、音方向、同一平面上の前後左右全ての方向
角が検出されることになる。
ｏｕｔｌ〜３の出力特性を第４図に示す。第４図中のタ
テ軸は出力パルスの巾、ヨコ軸は音方向角を示している
。これら出力端子ｏｕｔｌ〜３の出力パルスの同期及び
有無により、音方向、同一平面上の前後左右全ての方向
角が検出されることになる。
以上の検出動作は、リセット端子へのリセット信号によ
り遂ユＸ行なわれる。
り遂ユＸ行なわれる。
本発明による音方向検出方式は、各マイクロホン配置平
面を垂直軸に置くと、音方向の上下角を検出するものと
なると共に、マイクロホンを更に１個追加する事により
、水平、垂直全ての音方向に対して検出機能を有するも
のｖ＝ｒ、する。
面を垂直軸に置くと、音方向の上下角を検出するものと
なると共に、マイクロホンを更に１個追加する事により
、水平、垂直全ての音方向に対して検出機能を有するも
のｖ＝ｒ、する。
発明の効果
本発明によれば、音方向検出出力により、音を発する物
体に対して、Ｉｙ制御機器に仕事をさせることが可能と
なり、例えば次の様な事ができる。例えは ■カメラの撮影方向回転機横部を本検出出力で回転制御
させれば、自動追尾機能を持たせることが出来る。
体に対して、Ｉｙ制御機器に仕事をさせることが可能と
なり、例えば次の様な事ができる。例えは ■カメラの撮影方向回転機横部を本検出出力で回転制御
させれば、自動追尾機能を持たせることが出来る。
■音声認識形ロボットに応用すると、命令人物に対して
特定の仕事が動作をさせる事も可能である。
特定の仕事が動作をさせる事も可能である。
■望遠マイクロホンの方向制御に応用すれば、自動追尾
し、必要な音のみをＳＮよく収音させる事が出来る。
し、必要な音のみをＳＮよく収音させる事が出来る。
■第２図中のリセット端子を測定タイミングゲートに置
換えると、遂ン欠入射する部屋等の間接音の入射方向を
検知する事が可能で、音場分析、測定に活用できる。
換えると、遂ン欠入射する部屋等の間接音の入射方向を
検知する事が可能で、音場分析、測定に活用できる。
■各マイクロホンの項中器の出力をそのまま音収録用に
使用できると共に、各出方間に移相回路を挿入する事に
より任意の指向特性を有する例えば望遠マイクロホン機
能を持たせる事が同時に可能である。
使用できると共に、各出方間に移相回路を挿入する事に
より任意の指向特性を有する例えば望遠マイクロホン機
能を持たせる事が同時に可能である。
第１図は本発明におけるマイクロホン収音部の配Ｍ図、
第２図は３コのマイクロホンによる同一平面上の音方向
検出出力を得る為の電気信号処理回路図、第３図は第２
図の電気信号処理１１１路の動作説明図、第４図は第２
図電気信号処理回路の出力特性図である。 （Ａｌ ｆＢｌ ｆｃｌはマイクロホン、（１１（２１
Ｔａ２はレベル増巾器、（４１（ｆｉ＋ （６１はバン
ドパスフィルター、（７） （１３） （９）ハレベル
比較器、ａｌ）〜Ｑ７７はフリップフロップ。
第２図は３コのマイクロホンによる同一平面上の音方向
検出出力を得る為の電気信号処理回路図、第３図は第２
図の電気信号処理１１１路の動作説明図、第４図は第２
図電気信号処理回路の出力特性図である。 （Ａｌ ｆＢｌ ｆｃｌはマイクロホン、（１１（２１
Ｔａ２はレベル増巾器、（４１（ｆｉ＋ （６１はバン
ドパスフィルター、（７） （１３） （９）ハレベル
比較器、ａｌ）〜Ｑ７７はフリップフロップ。
Claims (2)
- （１） 同一平面内で三角形を成す様に任意に配置さ
れた少なくとも３個以上のマイクロホンにより構成され
た収音部を備えると共に、各マイクロホンの電気信号を
ＳＮ向上手段を介して基準電圧と比較し、この比較出力
で論理回路を動作せしめて、上記各マイクロホン間の音
到達時間差に比例したパルス出力と、音方向の前後及び
左右判別パルス出力とを得る電気信号処理回路部を備え
た音方向検出方式。 - （２）複数の平面内のそれぞれにおいて三角形を成す様
に任意に配置された少なくとも４個以上のマイクロホン
により構成された収音部を備えた特許請求の範囲第１項
記載の音方向検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21594982A JPS59105575A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 音方向検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21594982A JPS59105575A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 音方向検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105575A true JPS59105575A (ja) | 1984-06-18 |
| JPH0370793B2 JPH0370793B2 (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=16680918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21594982A Granted JPS59105575A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 音方向検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105575A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61218970A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波方位センサ |
| JPH06242203A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電波探知装置 |
| WO2002029432A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Chubu Electric Power Co., Inc., | Sound source probing system |
| JP2002181913A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-06-26 | Chubu Electric Power Co Inc | 音源探査システム |
| JP2003111183A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Chubu Electric Power Co Inc | 音源探査システム |
| JP2006304124A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | V-Cube Inc | 音源方向確定装置および音源方向確定方法 |
| JP2015173391A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | パイオニア株式会社 | 演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
| CN108627801A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 株式会社东芝 | 移动体位置估计系统、装置和方法 |
| JP2019023662A (ja) * | 2018-11-13 | 2019-02-14 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
| JP2019124570A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社ユピテル | 音源方向特定装置 |
| JP2020183963A (ja) * | 2020-07-07 | 2020-11-12 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
| JP2022033205A (ja) * | 2020-07-07 | 2022-02-28 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21594982A patent/JPS59105575A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61218970A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波方位センサ |
| JPH06242203A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電波探知装置 |
| JP4722347B2 (ja) * | 2000-10-02 | 2011-07-13 | 中部電力株式会社 | 音源探査システム |
| JP2002181913A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-06-26 | Chubu Electric Power Co Inc | 音源探査システム |
| WO2002029432A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Chubu Electric Power Co., Inc., | Sound source probing system |
| JP2003111183A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Chubu Electric Power Co Inc | 音源探査システム |
| JP2006304124A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | V-Cube Inc | 音源方向確定装置および音源方向確定方法 |
| JP2015173391A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | パイオニア株式会社 | 演算装置及び演算方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
| CN108627801A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 株式会社东芝 | 移动体位置估计系统、装置和方法 |
| JP2019124570A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社ユピテル | 音源方向特定装置 |
| JP2019023662A (ja) * | 2018-11-13 | 2019-02-14 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
| JP2020183963A (ja) * | 2020-07-07 | 2020-11-12 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
| JP2022033205A (ja) * | 2020-07-07 | 2022-02-28 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0370793B2 (ja) | 1991-11-08 |
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