JPH0370793B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0370793B2 JPH0370793B2 JP21594982A JP21594982A JPH0370793B2 JP H0370793 B2 JPH0370793 B2 JP H0370793B2 JP 21594982 A JP21594982 A JP 21594982A JP 21594982 A JP21594982 A JP 21594982A JP H0370793 B2 JPH0370793 B2 JP H0370793B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- output
- microphones
- microphone
- direction detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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)
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、サービスロボツト或いは測
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。
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、サービスロボツト或いは測
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つ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。
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つ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
向の情報とする電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
えばサービスロボツト、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
適用させ得るようにしたのである。
回路との組合せにより、全周囲から到来する音方
向の情報とする電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
えばサービスロボツト、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
適用させ得るようにしたのである。
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。
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。
実施例の説明
以下、図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Ａ，Ｂ，Ｃの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Ａ，Ｂ間の距離を音速時間差TA-B、マイクロ
ホンＡ，Ｃ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Ａを中心とする2π
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。
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Ａ，Ｂ，Ｃの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Ａ，Ｂ間の距離を音速時間差TA-B、マイクロ
ホンＡ，Ｃ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Ａを中心とする2π
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、第２図はこれらマイクロホンＡ，Ｂ，Ｃ
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
１，２，３はレベル増巾器で、マイクロホンＡ，
Ｂ，Ｃ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。４，５，６はバンドパス
フイルターで、発音源の音スペクトルの特徴成分
のみを取出し、SNを高めると共に検出感度、精
度を高めるもので、バツクグランドソイズ等の検
出上の不用な音信号を排除するものである。７，
８，９はレベル比較器で、基準電圧VTHより各々
高い信号レベルが＋端子１０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ａ，ｂに示し、ａは
フイルタ４の出力波形、ｂはフイルタ５の出力波
形である。第１図、第２図のマイクロホンＡ，
Ｂ，Ｃ及び増幅器、フイルターに特性の揃つたも
のを用いると、レベル比較器７，８，９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VTHをバツクグランドノイ
ズ等の不用音信号レベルのやゝ高いレベルに設定
しておくと、それぞれのレベル比較器７，８，９
において、基準電圧VTH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Ａ，
Ｂ，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７，８，９の
出力をフリツプフロツプ１１，１２，１３のセツ
ト端子に接続し、リセツト端子１４がＬ（ロー）
状態なら、この間セツトデータが保持され、この
出力データを次段のフリツプフロツプ１５，１
６，１７のセツト、リセツト端子に第２図の様に
接続すると、フリツプフロツプ１５の出力にはセ
ツト、リセツトのタイミング時間差、すなわちマ
イクロホンＡ，Ｂ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。この時フリツプフロ
ツプ１６の出力は生じない。この理由は、リセツ
ト端子へのデータ入力のタイミングがセツト端子
へのデータタイミングより早いからである。逆に
フリツプフロツプ１６に出力が生じる時は、フリ
ツプフロツプ１５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θ1が０＜θ1＜πの時フリツプフロ
ツプ１５が出力し、π＜θ1＜2πの時、フリツプフ
ロツプ１６が出力し、音方向の前後判別を行なう
ものとなる。
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
１，２，３はレベル増巾器で、マイクロホンＡ，
Ｂ，Ｃ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。４，５，６はバンドパス
フイルターで、発音源の音スペクトルの特徴成分
のみを取出し、SNを高めると共に検出感度、精
度を高めるもので、バツクグランドソイズ等の検
出上の不用な音信号を排除するものである。７，
８，９はレベル比較器で、基準電圧VTHより各々
高い信号レベルが＋端子１０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ａ，ｂに示し、ａは
フイルタ４の出力波形、ｂはフイルタ５の出力波
形である。第１図、第２図のマイクロホンＡ，
Ｂ，Ｃ及び増幅器、フイルターに特性の揃つたも
のを用いると、レベル比較器７，８，９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VTHをバツクグランドノイ
ズ等の不用音信号レベルのやゝ高いレベルに設定
しておくと、それぞれのレベル比較器７，８，９
において、基準電圧VTH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Ａ，
Ｂ，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７，８，９の
出力をフリツプフロツプ１１，１２，１３のセツ
ト端子に接続し、リセツト端子１４がＬ（ロー）
状態なら、この間セツトデータが保持され、この
出力データを次段のフリツプフロツプ１５，１
６，１７のセツト、リセツト端子に第２図の様に
接続すると、フリツプフロツプ１５の出力にはセ
ツト、リセツトのタイミング時間差、すなわちマ
イクロホンＡ，Ｂ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。この時フリツプフロ
ツプ１６の出力は生じない。この理由は、リセツ
ト端子へのデータ入力のタイミングがセツト端子
へのデータタイミングより早いからである。逆に
フリツプフロツプ１６に出力が生じる時は、フリ
ツプフロツプ１５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θ1が０＜θ1＜πの時フリツプフロ
ツプ１５が出力し、π＜θ1＜2πの時、フリツプフ
ロツプ１６が出力し、音方向の前後判別を行なう
ものとなる。
ここで、フリツプフロツプ１５の出力パルス巾
T1はT1＝Ｔ（Ａ−Ｂ）sinθ1（但し０＜θ1＜π）同
様にフリツプフロツプ１６の出力パルスT1′は、 T1′＝Ｔ（Ａ−Ｂ）sinθ1（但しπ＜θ1＜2π） 一方、フリツプフロツプ１７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Ａの出
力をマイクロホンＣの出力でリセツト動作させる
ものである。すなわち、音方向θ1がπ／２＜θ1＜− π／２の範囲では、常にマイクロホンＡへの音の到 達時間がマイクロホンＣより早い為、フリツプフ
ロツプ１７のセツト端子へのデータ印加がリセツ
ト端子のそれより早い為、出力端子（out3）にパ
ルス出力が現われる。π／２＜θ1＜3/2πの範囲で は、リセツトタイミングの方が早い為、出力端子
（out3）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つている事になる。
T1はT1＝Ｔ（Ａ−Ｂ）sinθ1（但し０＜θ1＜π）同
様にフリツプフロツプ１６の出力パルスT1′は、 T1′＝Ｔ（Ａ−Ｂ）sinθ1（但しπ＜θ1＜2π） 一方、フリツプフロツプ１７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Ａの出
力をマイクロホンＣの出力でリセツト動作させる
ものである。すなわち、音方向θ1がπ／２＜θ1＜− π／２の範囲では、常にマイクロホンＡへの音の到 達時間がマイクロホンＣより早い為、フリツプフ
ロツプ１７のセツト端子へのデータ印加がリセツ
ト端子のそれより早い為、出力端子（out3）にパ
ルス出力が現われる。π／２＜θ1＜3/2πの範囲で は、リセツトタイミングの方が早い為、出力端子
（out3）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つている事になる。
以上、フリツプフロツプ１５，１６，１７の各
出力端子out1〜３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out1〜３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。
出力端子out1〜３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out1〜３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、リセツト端子へのリセツト
信号により逐次行なわれる。
信号により逐次行なわれる。
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となる。
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となる。
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、被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。
例えば カメラの撮影方向回転機構部を本検出出力で
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。
発する物体に対して、被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。
例えば カメラの撮影方向回転機構部を本検出出力で
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。
音声認識形ロボツトに応用すると、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。
に対して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。
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。
第２図中のリセツト端子を測定タイミングゲ
ートに置換えると、逐次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。
ートに置換えると、逐次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。
各マイクロホンの増巾器の出力をそのまま音
収録用に使用できると共に、各出力間に移相回
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。
収録用に使用できると共に、各出力間に移相回
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
配置図、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図の電気信号処理回路の動
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。 Ａ，Ｂ，Ｃはマイクロホン、１，２，３はレベ
ル増巾器、４，５，６はバンドパスフイルター、
７，８，９はレベル比較器、１１〜１７はフリツ
プフロツプ。
配置図、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図の電気信号処理回路の動
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。 Ａ，Ｂ，Ｃはマイクロホン、１，２，３はレベ
ル増巾器、４，５，６はバンドパスフイルター、
７，８，９はレベル比較器、１１〜１７はフリツ
プフロツプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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Ａ，Ｂ，Ｃを得る第１の信号処理回路
部と、前記パルス出力Ａ，Ｂに基づいて音方向の
前後判別パルスを得、前記パルス出力Ａ，Ｃに基
づいて音方向の左右判別パルスを得る第２の信号
処理回路部と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
すよう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 |
|---|---|---|---|
| JP57215949A 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 |
|---|---|---|---|
| JP57215949A JPS59105575A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 音方向検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105575A JPS59105575A (ja) | 1984-06-18 |
| JPH0370793B2 true JPH0370793B2 (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=16680918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57215949A 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP2823468B2 (ja) * | 1993-02-16 | 1998-11-11 | 三菱電機株式会社 | 電波探知装置 |
| JP4868671B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2012-02-01 | 中部電力株式会社 | 音源探査システム |
| WO2002029432A1 (fr) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Chubu Electric Power Co., Inc., | Systeme de sondage d"une source sonore |
| JP4722347B2 (ja) * | 2000-10-02 | 2011-07-13 | 中部電力株式会社 | 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 |
| JP6615811B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2019-12-04 | 株式会社東芝 | 移動体位置推定システム、装置及び方法 |
| JP7154530B2 (ja) * | 2018-01-16 | 2022-10-18 | 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 |
| JP2023126485A (ja) * | 2021-12-21 | 2023-09-07 | パイオニア株式会社 | 演算装置 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP57215949A patent/JPS59105575A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59105575A (ja) | 1984-06-18 |
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