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物体配置推定装置

国内特許コード P150012084
掲載日 2015年6月22日
出願番号 特願2013-526019
登録番号 特許第5345748号
出願日 平成25年1月30日(2013.1.30)
登録日 平成25年8月23日(2013.8.23)
国際出願番号 JP2013052066
国際出願日 平成25年1月30日(2013.1.30)
優先権データ
  • 特願2012-169602 (2012.7.31) JP
発明者
  • 伊勢 史郎
  • 松岡 佳世
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 物体配置推定装置
発明の概要 M個(Mは、2以上の整数)の対象物の実空間における配置を推定する物体配置推定装置であって、M個の対象物それぞれについて、実空間内のN個(Nは、3以上の整数)の参照点それぞれに対する近さを表すN個の尺度における対象物についての測度を成分に含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成部と、M個の対象物に含まれるあらゆる2個の対象物の組み合わせについて、当該2個の対象物の特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とするM行M列の非類似度行列を導出する非類似度行列導出部と、非類似度行列に基づいてM個の対象物の実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する推定部と、を有する物体配置推定装置。
従来技術、競合技術の概要



近年、多チャンネルの音場収音系および再生系を用い、臨場感に溢れた音場を提示するシステムが注目を集めている。そのようなシステムとして、2chのステレオ・システム、バイノーラル・システム、5.1chサラウンド・システムといった比較的チャンネル数の少ないシステムから、22.2マルチチャンネル音響システム、アンビソニックスの原理を発展させた技術を用いた121chマイクロフォンアレイ/157chスピーカアレイシステムといった、かなり多くのチャンネルを使用するシステムまで、様々なシステムが既に提案されている。





そのようなシステムを用いて音場を収音する場合、収音の現場においては、数十個にも及ぶマイクロフォンの配置や、マイクロフォンと録音機器との間のケーブル接続をチェックする必要がある。また、同様に、そのようなシステムを用いて音場を再生する場合、再生の現場においても、数十個にも及ぶスピーカの配置や、スピーカと再生機器との間のケーブル接続をチェックする必要がある。





そのため、多数のマイクロフォン(または、多数のスピーカ)の配置やケーブル接続を簡便にチェックすることができる装置が求められている。





特許文献1(米国特許出願公開第2010/0195444号明細書)は、複数のスピーカの配置を推定する方法を開示する。特許文献1の方法では、先ず、配置推定対象である複数のスピーカについて、あらゆるスピーカ対の距離を測定し、測定結果にもとづき、各要素がスピーカ対間の実空間での距離で構成された距離行列を導出する。そして、特許文献1の方法は、次に、そのようにして導出された距離行列に対し多次元尺度法を適用することにより複数のスピーカの実空間での配置を求めている。

産業上の利用分野



本発明は、物体の配置を推定する物体配置推定装置に関し、特に、複数の物体の配置を推定する物体配置推定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
M個(Mは、2以上の整数)の対象物の実空間における配置を推定する物体配置推定装置であって、
前記M個の対象物それぞれについて、実空間内のN個(Nは、3以上の整数)の参照点それぞれに対する近さを表すN個の尺度における前記対象物についての測度を成分に含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成部と、
前記M個の対象物に含まれるあらゆる2個の対象物の組み合わせについて、当該2個の対象物の前記特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とするM行M列の非類似度行列を導出する非類似度行列導出部と、
前記非類似度行列に基づいて前記M個の対象物の実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する推定部と、
を有する物体配置推定装置。

【請求項2】
さらに、時間を計測する計時部と、
前記参照点に配置される外部のスピーカに信号を出力可能なオーディオ出力部、および、前記M個の対象物としてのM個の外部のマイクロフォンから信号を入力可能なオーディオ入力部を備えたオーディオインタフェース部と、
前記オーディオ出力部に接続された前記スピーカに所定の音響波を出力させる音響波信号を生成可能な信号生成部と、
前記オーディオ入力部に接続された前記M個のマイクロフォンからの信号を入力し、前記計時部を参照して前記M個のマイクロフォンそれぞれにおいて前記音響波が到達した時刻を特定する応答検出部と、を有し、
前記特徴ベクトル生成部は、前記M個のマイクロフォンそれぞれについて、前記N個の参照点において前記スピーカから出力された前記音響波に当該マイクロフォンが応答した時刻を、前記N個の尺度である時間座標軸における当該マイクロフォンについての測度として前記特徴ベクトルを生成し、
前記非類似度行列導出部は、前記M個のマイクロフォンに含まれるあらゆる2個のマイクロフォンの組み合わせについて、当該2個のマイクロフォンの特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とする前記非類似度行列を導出する、請求項1に記載の物体配置推定装置。

【請求項3】
前記信号生成部は、波形形状がパルス形状を有する音響波を前記スピーカに出力させる音響波信号を生成する、請求項2に記載の物体配置推定装置。

【請求項4】
さらに、前記M個の対象物としてのM個の外部のマイクロフォンから信号を入力可能なオーディオ入力部を備えたオーディオインタフェース部と、
前記オーディオ入力部に接続された前記M個のマイクロフォンからの信号を入力し、前記M個のマイクロフォンからの信号それぞれについて周波数振幅特性を算出する周波数振幅特性算出部と、を有し、
前記特徴ベクトル生成部は、前記M個のマイクロフォンからの信号それぞれの前記周波数振幅特性に含まれる前記N個の参照点において発せられた声のフォルマント成分にもとづいて前記特徴ベクトルを決定し、
前記非類似度行列導出部は、前記M個のマイクロフォンに含まれるあらゆる2個のマイクロフォンの組み合わせについて、当該2個のマイクロフォンの特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とする前記非類似度行列を導出する、請求項1に記載の物体配置推定装置。

【請求項5】
前記推定部は、前記非類似度行列に多次元尺度法を適用して前記M個のマイクロフォンの実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する、請求項2ないし4のいずれか1つに記載の物体配置推定装置。

【請求項6】
前記Nは、10以上の整数である、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の物体配置推定装置。

【請求項7】
前記推定部は、複数の前記M個の対象物のとりうる布置の候補について前記非類似度行列を用いて前記候補の布置としての適合度を評価し、前記評価の結果に基づいて前記M個の対象物の布置の近似解を数値的に求めることにより、前記M個の対象物の実空間における配置を推定する、請求項1に記載の物体配置推定装置。

【請求項8】
前記推定部は、局所探索手法を用いて前記M個の対象物の布置の近似解を数値的に求めることにより、前記M個の対象物の実空間における配置を推定する、請求項7に記載の物体配置推定装置。

【請求項9】
前記局所探索手法は、遺伝的アルゴリズムである、請求項8に記載の物体配置推定装置。

【請求項10】
さらに、時間を計測する計時部と、
前記M個の対象物としてのM個の外部のスピーカに信号を出力可能なオーディオ出力部、および、前記参照点に配置されるN個の外部のマイクロフォンから信号を入力可能なオーディオ入力部を備えたオーディオインタフェース部と、
前記オーディオ出力部に接続された前記M個のスピーカに所定の音響波を出力させる音響波信号を生成可能な信号生成部と、
前記オーディオ入力部に接続された前記N個のマイクロフォンからの信号を入力し、前記計時部を参照して前記N個のマイクロフォンにおいて前記音響波が到達した時刻を特定する応答検出部と、を有し、
前記特徴ベクトル生成部は、前記M個のスピーカそれぞれについて、前記スピーカから出力された前記音響波に前記N個の参照点に配された前記N個のマイクロフォンそれぞれが応答した時刻を、前記N個の尺度である時間座標軸における当該スピーカについての測度として前記特徴ベクトルを生成し、
前記非類似度行列導出部は、前記M個のスピーカに含まれるあらゆる2個のスピーカの組み合わせについて、当該2個のスピーカの特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とする前記非類似度行列を導出する、請求項1に記載の物体配置推定装置。

【請求項11】
前記推定部は、前記非類似度行列に多次元尺度法を適用して前記M個のスピーカの実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する、請求項10に記載の物体配置推定装置。

【請求項12】
さらに、前記参照点に配置されるN個の外部のマイクロフォンから信号を入力可能なオーディオ入力部を備えたオーディオインタフェース部と、
前記オーディオ入力部に接続された前記N個のマイクロフォンからの信号を入力し、前記N個のマイクロフォンからの信号それぞれについて周波数振幅特性を算出する周波数振幅特性算出部と、を有し、
前記特徴ベクトル生成部は、前記N個のマイクロフォンからの信号それぞれの前記周波数振幅特性に含まれる前記M個の対象物であるM人の人の声のフォルマント成分にもとづいて前記特徴ベクトルを決定し、
前記非類似度行列導出部は、前記M人の人のあらゆる2人の組み合わせについて、当該2人についての特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とする前記非類似度行列を導出する、請求項1に記載の物体配置推定装置。

【請求項13】
前記推定部は、前記非類似度行列に多次元尺度法を適用して前記M人の人の実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する、請求項12に記載の物体配置推定装置。

【請求項14】
対象物の実空間における配置を推定する物体配置推定装置において、M個(Mは、2以上の整数)の対象物の実空間における配置を推定する物体配置推定方法であって、
前記M個の対象物それぞれについて、実空間内のN個(Nは、3以上の整数)の参照点それぞれに対する近さを表すN個の尺度における前記対象物についての測度を成分に含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成ステップと、
前記M個の対象物に含まれるあらゆる2個の対象物の組み合わせについて、当該2個の対象物の前記特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とするM行M列の非類似度行列を導出する非類似度行列導出ステップと、
前記非類似度行列に基づいて前記M個の対象物の実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する推定ステップと、
を有する物体配置推定方法。

【請求項15】
コンピュータを、M個(Mは、2以上の整数)の対象物の実空間における配置を推定する物体配置推定装置として機能させるための物体配置推定プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記M個の対象物それぞれについて、実空間内のN個(Nは、3以上の整数)の参照点それぞれに対する近さを表すN個の尺度における前記対象物についての測度を成分に含む特徴ベクトルを生成する特徴ベクトル生成部、
前記M個の対象物に含まれるあらゆる2個の対象物の組み合わせについて、当該2個の対象物の前記特徴ベクトル間のノルムを求め、求めたノルムを要素とするM行M列の非類似度行列を導出する非類似度行列導出部、および、
前記非類似度行列に基づいて前記M個の対象物の実空間における配置を推定し、配置推定結果として出力する推定部、として機能させるための物体配置推定プログラム。
産業区分
  • 電子応用機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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