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音源方向判定装置及び方法

国内特許コード P120006999
整理番号 2004JP0072
掲載日 2012年3月23日
出願番号 特願2006-545100
登録番号 特許第5004276号
出願日 平成17年11月16日(2005.11.16)
登録日 平成24年6月1日(2012.6.1)
国際出願番号 JP2005021040
国際公開番号 WO2006054599
国際出願日 平成17年11月16日(2005.11.16)
国際公開日 平成18年5月26日(2006.5.26)
優先権データ
  • 特願2004-332383 (2004.11.16) JP
発明者
  • 羽入 敏樹
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 音源方向判定装置及び方法
発明の概要

汎用性の高い所定の指向特性Dを有するマイクロホン(10)を有する受信部(41)と、受信部(41)のマイクロホンの配置に応じて、180度反対向きのマイクロホンの指向特性の感度差データベースをそれぞれ算出し、予め音源の到来方向及び到来角度を判定するための情報が格納されているデータベース(12)と、受信部(41)から受信した各方向の受信レベルから各方向のレベル差を算出し、データベース(12)に格納されている情報を参照して、音源の到来方向及び到来角度並びにレベルを判定する演算処理部(11)を備える。

従来技術、競合技術の概要


音場をより的確に評価するには、方向情報の把握が重要である。これまで室内音場の測定では、近接4点法(近接4点法による空間情報の把握と展開、遠藤健二、山崎芳男、伊藤毅、建築音響研究委員会資料AA85-21(1985.7)及び、特開2000-354290号公報を参照)や正四面体頂点法等を用いて、各チャンネルのマイクロホンに入射される音波の時間差によって音の方向情報を抽出していた。



しかしながら、一つのマイクロホンに同時に複数の音波が入射された場合、それらの音波を区別することが難しく、音波の到来方向の推定に誤差が生じてしまう。また、音波の到来方向の推定作業は、試験信号(インパルス信号)の応答(インパルス応答)に対して後処理で解析されるため、リアルタイムの方向情報を得ることが困難であった。

産業上の利用分野


本発明は、音源の方向を判定する音源方向判定装置及び方法に関する。



本出願は、日本国において2004年11月16日に出願した日本特許出願番号2004-332383を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。

特許請求の範囲 【請求項1】 任意の場所に設けられる観測点において、それぞれ所定の指向特性を有し、音源から到来してくる信号を受信する、指向特性の感度最大方向を基準方向に向けて配置される第1の受信部と、上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を90度方向に向けて配置される第2の受信部と、上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を180度方向に向けて配置される第3の受信部と、上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を270度方向に向けて配置される第4の受信部とからなる受信手段と、
上記所定の指向特性が基準方向に向いている上記第1の受信部と、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して180度方向に向いている上記第3の受信部の角度ごとの感度差である第1の感度差データベースと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いている上記第2の受信部と、270度方向に向いている上記第4の受信部の角度ごとの感度差である第2の感度差データベースとを格納する格納手段と、
上記第1の受信部で受信した信号と、上記第3の受信部で受信した信号のレベル差を算出する第1の演算手段と、
上記第2の受信部で受信した信号と、上記第4の受信部で受信した信号のレベル差を算出する第2の演算手段と、
上記第1の演算手段で得られた演算結果と、上記第2の演算手段で得られた演算結果を比較し、当該比較結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定する到来角度判定手段と、
上記到来角度判定手段により得られた判定結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースから音源の到来方向の判定に用いる領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定する到来方向確定手段とを備えることを特徴とする音源方向判定装置。
【請求項2】 上記到来方向確定手段により得られた音源の到来角度と、各受信部で受信した信号のレベルと、各受信部の方向別感度とに基づき、当該音源のレベルを算出するレベル算出手段を備えることを特徴とする請求項1記載の音源方向判定装置。
【請求項3】 上記受信手段は、上記第1の受信部、上記第2の受信部、上記第3の受信部及び上記第4の受信部に対して指向特性が垂直方向に向けて配置される第5の受信部と、上記第5の受信部に対して指向特性が180度方向に向けて配置される第6の受信部とを有し、
上記第5の受信部で受信した信号と、上記第6の受信部で受信した信号のレベル差を算出する第3の演算手段とを備え、
上記格納手段は、上記所定の指向特性が、垂直方向に向いているときと、上記垂直方向に対して180度方に向いているときの第3の感度差データベースを有しており、
上記到来角度判定手段は、上記第1の演算手段で得られた演算結果と、上記第2の演算手段で得られた演算結果と、上記第3の演算手段で得られた演算結果とを比較し、当該比較結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース、上記第2の感度差データベース及び上記第3の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定し、
上記到来方向確定手段は、上記到来角度判定手段により得られた判定結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース、上記第2の感度差データベース及び上記第3の感度差データベースから音源の到来方向を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定することを特徴とする請求項1記載の音源方向判定装置。
【請求項4】 任意の場所に設けられる観測点において、それぞれ所定の指向特性を有し、音源から到来してくる信号を受信し、指向特性の感度最大方向を基準方向に向けて配置される第1の受信部で受信した信号と、上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を180度方向に向けて配置される第3の受信部で受信した信号のレベル差を算出する第1の演算工程と、
上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を90度方向に向けて配置される第2の受信部で受信した信号と、上記基準方向に対して指向特性の感度最大方向を270度方向に向けて配置される第4の受信部で受信した信号のレベル差を算出する第2の演算工程と、
上記第1の演算工程で得られた演算結果と、上記第2の演算工程で得られた演算結果を比較し、当該比較結果に基づき、上記所定の指向特性が基準方向に向いているときと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して180度方向に向いているときの第1の感度差データベースと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いているときと、270度方向に向いているときの第2の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定する到来角度判定工程と、
上記到来角度判定工程により得られた判定結果に基づき、上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースから音源の到来方向を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定する到来方向確定工程とを備えることを特徴とする音源方向判定方法。
【請求項5】 所定の指向特性を有し、音源から到来してくる信号を受信する受信手段と、
上記受信手段を、任意の場所に設けられる観測点において、指向特性の感度最大方向を基準方向、上記基準方向に対して、90度方向、180度方向及び270度方向に向くように回転駆動する回転駆動手段と、
上記所定の指向特性が上記基準方向に向いているときと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して180度方向に向いているときの第1の感度差データベースと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いているときと、270度方向に向いているときの第2の感度差データベースを格納する格納手段と、
上記受信手段の指向特性が上記基準方向に向いているときに受信した信号と、上記受信手段の指向特性が上記基準方向に対して180度方向に向いているときに受信した信号のレベル差を算出する第1の演算手段と、
上記受信手段の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いているときに受信した信号と、270度方向に向いているときに受信した信号のレベル差を算出する第2の演算手段と、
上記第1の演算手段で得られた演算結果と、上記第2の演算手段で得られた演算結果を比較し、当該比較結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定する到来角度判定手段と、
上記到来角度判定手段により得られた判定結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースからから音源の到来方向を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定する到来方向確定手段とを備えることを特徴とする音源方向判定装置。
【請求項6】 上記到来方向確定手段で得られた音源の到来角度と、各受信部で受信した信号のレベルと、各受信部の方向別感度とに基づき、当該音源のレベルを算出するレベル算出手段を備えることを特徴とする請求項5記載の音源方向判定装置。
【請求項7】 上記回転駆動手段は、上記受信手段の指向特性の感度最大方向を、任意の場所に設けられる観測点において、基準方向、上記基準方向に対して、90度方向、180度方向、270度方向及び上下垂直方向に回転駆動する構成であり、
上記受信手段が上記基準方向に対して一方の垂直方向に向いているときに受信した信号と、上記受信手段が他方の垂直方向に向いているときに受信した信号のレベル差を算出する第3の演算手段とを備え、
上記格納手段は、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して上下垂直方向に向いているときの第3の感度差データベースを有しており、
上記到来角度判定手段は、上記第1の演算手段で得られた演算結果と、上記第2の演算手段で得られた演算結果と、上記第3の演算手段で得られた演算結果を比較し、当該比較結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース、上記第2の感度差データベース及び上記第3の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定し、
上記到来方向確定手段は、上記到来角度判定手段により得られた判定結果に基づき、上記格納手段に格納されている上記第1の感度差データベース、上記第2の感度差データベース及び上記第3の感度差データベースから音源の到来方向を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定することを特徴とする請求項5記載の音源方向判定装置。
【請求項8】 所定の指向特性を有し、音源から到来してくる信号を受信する受信部の指向特性が基準方向に向いているときに受信した信号と、上記基準方向に対して180度方向に向いているときに受信した信号のレベル差を算出する第1の演算工程と、
上記受信部の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いているときに受信した信号と、270度方向に向いているときに受信した信号のレベル差を算出する第2の演算工程と、
上記第1の演算工程で得られた演算結果と、上記第2の演算工程で得られた演算結果を比較し、当該比較結果に基づき、上記所定の指向特性が上記基準方向に向いているときと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して180度方向に向いているときの第1の感度差データベースと、上記所定の指向特性が上記基準方向に対して、90度方向に向いているときと、270度方向に向いているときの第2の感度差データベースから音源の到来角度を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの大きな領域の感度差を参照し、音源の到来角度を判定する到来角度判定工程と、
上記到来角度判定工程により得られた判定結果に基づき、上記第1の感度差データベース及び上記第2の感度差データベースから音源の到来方向を判定する領域として決定される感度差が変化する傾きの小さな領域の感度差を参照し、音源の到来方向を確定する到来方向確定工程とを備えることを特徴とする音源方向判定方法。
産業区分
  • その他通信
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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