JP5397131B2 - 音源方向推定装置及びプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明による音源方向推定装置及びプログラムを、頭部から見た音源の相対的な方向の推定に適用した第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
まず、第1の実施形態の音源方向推定装置が適用している、頭部から見た音源の向きの推定原理を説明する。なお、音源は、音声や音響を発音するものだけでなく、雑音を発音するものであっても良い。
YL(z)=H0L(z)・x0(z) …(2)
(1)式及び(2)式はそれぞれ、(3)式及び(4)式に示すように変形することができる。
x0(z)=H0L(z)−1・YL(z) …(4)
ここで、上付きの−1は空間伝達関数のインバース(逆特性)を表し、(5)式及び(6)式の関係が成り立つ。
H0L(z)・H0L(z)−1=1 …(6)
(3)式及び(4)式からは、音源の向き(角度)が分かれば、採取した信号に対して、その角度に応じた空間伝達関数の逆特性を施すことにより、音源での信号(以下、音源信号と呼ぶ)が推定でき、しかも、右採取信号から推定した音源信号と左採取信号から推定した音源信号は一致することが分かる。2つの音源信号が一致することは、相関から見れば、非常に高い相関を示していることになる。
=H45R(z)−1・H0R(z)・x0(z) …(7)
x45L(z)=H45L(z)−1・YL(z)
=H45L(z)−1・H0L(z)・x0(z) …(8)
x45R(z)≠x45L(z) …(9)
今、音源との角度が不明な状態で採取された右採取信号、左採取信号があったとする。これらの信号に対して、全ての角度(0度〜359度)の推定音源信号を得、右推定音源信号と左推定音源信号の相関をc(m)で表す(但し、m=0〜359)。このc(m)を音場関数と定義すると、実際の音源との角度(角度=M度)近傍の角度に対応する音場関数(c(M)、及びc(M)の近傍)の値は大きくなり、それ以外のものは値が小さくなる特性を示す。すなわち、音場関数の値が大きくなる角度が実際の音源との角度であり、音場関数から実際の音源との角度を推定することができる。
図3は、上述した原理に従っている第1の実施形態の音源方向推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
(A−3)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態に係る音源方向推定装置100の動作を説明する。
第1の実施形態によれば、左右のマイクが採取した音声信号若しくは音響信号のみを用いた演算処理により音源方向を推定するため、必ずしも、専用若しくは複雑なハードウェアを必要とせず、装置規模、コストが小さくても、高精度の推定を可能とすることができる。
第1の実施形態は、音源と、右耳用マイク101R及び左耳用マイク101Lとの距離が概ね一定であることを前提としている。
次に、本発明による音源方向推定装置及びプログラムを、頭部方位(頭部の向き)の推定に適用した第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
まず、第2の実施形態の音源方向推定装置が適用している、頭部方位(頭部の向き)の推定原理を説明する。なお、第2の実施形態の場合、音源が固定若しくはほぼ固定されているものである。このような固定は短時間の間であっても良い。
:
cn+1(44)=cn(359)
cn+1(45)=cn(0)
:
cn+1(359)=cn(314) …(10)
つまり、時刻n+1の音場関数cn+1(m)は、時刻nの音場関数cn(m)を左に45度だけ回転させたように見える。このことから、音場関数の時間変化を観測すれば、頭部はそれと逆方向に動いていると推定できることが分かる。
図6は、上述した原理に従っている第2の実施形態の音源方向推定装置の機能的構成を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図3との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
第2の実施形態によれば、左右のマイクが採取した音声信号若しくは音響信号のみを用いた演算処理により音場関数を求めると共にその時間変化を観測して頭部の方位変化が推定できるため、必ずしも、専用若しくは複雑なハードウェアを必要とせず、装置規模、コストが小さくても、高精度の推定を可能とすることができる。
上記第2の実施形態では、音源が固定で頭部が回動する場合を示したが、逆に、頭部方位が固定で、頭部を中心として音源が回動する場合の回動角を推定する場合にも、第2の実施形態の技術思想を適用することができる。
上記でも、変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
Claims (4)
- 音を採取する複数の音採取手段と、
ある位置に音源があった場合に、上記各音採取手段の位置にその音源からの音が伝達する際の空間伝達関数の逆特性を、異なる複数の位置について予め保持している逆特性保持手段と、
上記各音採取手段が採取した音信号に対し、その音採取手段について保持されている、複数の位置の空間伝達関数の逆特性を適用して、採取した音信号の音源位置での音信号を推定する音源位置音信号推定手段と、
上記各音採取手段に応じて異なる採取音信号を利用して推定された複数の、音源位置での音信号の一致性を各位置毎に表す判定用関数を得る判定用関数生成手段と、
生成された判定用関数に基づき、複数の上記音採取手段と、採取された音に係る音源とを結ぶ方向の情報を得る方向情報取得手段と
を備えることを特徴とする音源方向推定装置。 - 上記方向情報取得手段は、生成された判定用関数において一致性が大きい位置を探索することにより、複数の上記音採取手段の配置を基準とした、未知音源の方向を取得することを特徴とする請求項1に記載の音源方向推定装置。
- 上記方向情報取得手段は、生成された判定用関数の時間変化に基づき、採取した音信号の音源に対する、複数の上記音採取手段を取り付けた取付体の向きの変化を取得することを特徴とする請求項1に記載の音源方向推定装置。
- 複数の音採取手段が採取した音信号が与えられるコンピュータを、
ある位置に音源があった場合に、上記各音採取手段の位置にその音源からの音が伝達する際の空間伝達関数の逆特性を、異なる複数の位置について予め保持している逆特性保持手段と、
上記各音採取手段が採取した音信号に対し、その音採取手段について保持されている、複数の位置の空間伝達関数の逆特性を適用して、採取した音信号の音源位置での音信号を推定する音源位置音信号推定手段と、
上記各音採取手段に応じて異なる採取音信号を利用して推定された複数の、音源位置での音信号の一致性を各位置毎に表す判定用関数を得る判定用関数生成手段と、
生成された判定用関数に基づき、複数の上記音採取手段と、採取された音に係る音源とを結ぶ方向の情報を得る方向情報取得手段と
して機能させることを特徴とする音源方向推定プログラム。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9838784B2 (en) | 2009-12-02 | 2017-12-05 | Knowles Electronics, Llc | Directional audio capture |
AT510359B1 (de) * | 2010-09-08 | 2015-05-15 | Akg Acoustics Gmbh | Verfahren zur akustischen signalverfolgung |
EP2786243B1 (en) * | 2011-11-30 | 2021-05-19 | Nokia Technologies Oy | Apparatus and method for audio reactive ui information and display |
US8718930B2 (en) * | 2012-08-24 | 2014-05-06 | Sony Corporation | Acoustic navigation method |
US9344826B2 (en) * | 2013-03-04 | 2016-05-17 | Nokia Technologies Oy | Method and apparatus for communicating with audio signals having corresponding spatial characteristics |
US9536540B2 (en) | 2013-07-19 | 2017-01-03 | Knowles Electronics, Llc | Speech signal separation and synthesis based on auditory scene analysis and speech modeling |
JP2016042132A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | ソニー株式会社 | 音声処理装置、音声処理方法、並びにプログラム |
CN105451151B (zh) * | 2014-08-29 | 2018-09-21 | 华为技术有限公司 | 一种处理声音信号的方法及装置 |
US9978388B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-05-22 | Knowles Electronics, Llc | Systems and methods for restoration of speech components |
JP6392656B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2018-09-19 | 株式会社熊谷組 | 音源方向推定方法 |
CN107113499B (zh) * | 2014-12-30 | 2018-09-18 | 美商楼氏电子有限公司 | 定向音频捕获 |
WO2016123560A1 (en) | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Knowles Electronics, Llc | Contextual switching of microphones |
CN105246005B (zh) * | 2015-09-15 | 2017-04-19 | 国家电网公司 | 基于混合引力搜索算法的立体传声器阵列优化设计方法 |
US9820042B1 (en) | 2016-05-02 | 2017-11-14 | Knowles Electronics, Llc | Stereo separation and directional suppression with omni-directional microphones |
CN107493543B (zh) * | 2016-06-12 | 2021-03-09 | 深圳奥尼电子股份有限公司 | 用于耳机耳塞的3d音效处理电路及其处理方法 |
US10386212B2 (en) * | 2016-06-22 | 2019-08-20 | Dassault Systemes Simulia Corp. | Flow-induced noise source contribution |
US10638250B2 (en) | 2016-09-23 | 2020-04-28 | Apple Inc. | Systems and methods for determining estimated head orientation and position with ear pieces |
WO2019002831A1 (en) | 2017-06-27 | 2019-01-03 | Cirrus Logic International Semiconductor Limited | REPRODUCTIVE ATTACK DETECTION |
GB201713697D0 (en) * | 2017-06-28 | 2017-10-11 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Magnetic detection of replay attack |
GB2563953A (en) | 2017-06-28 | 2019-01-02 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Detection of replay attack |
GB201801526D0 (en) | 2017-07-07 | 2018-03-14 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Methods, apparatus and systems for authentication |
GB201801532D0 (en) | 2017-07-07 | 2018-03-14 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Methods, apparatus and systems for audio playback |
GB201801527D0 (en) | 2017-07-07 | 2018-03-14 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Method, apparatus and systems for biometric processes |
GB2567503A (en) | 2017-10-13 | 2019-04-17 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Analysing speech signals |
GB201804843D0 (en) | 2017-11-14 | 2018-05-09 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Detection of replay attack |
GB201801664D0 (en) | 2017-10-13 | 2018-03-21 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Detection of liveness |
US10375504B2 (en) * | 2017-12-13 | 2019-08-06 | Qualcomm Incorporated | Mechanism to output audio to trigger the natural instincts of a user |
US11735189B2 (en) | 2018-01-23 | 2023-08-22 | Cirrus Logic, Inc. | Speaker identification |
US11475899B2 (en) | 2018-01-23 | 2022-10-18 | Cirrus Logic, Inc. | Speaker identification |
US11264037B2 (en) | 2018-01-23 | 2022-03-01 | Cirrus Logic, Inc. | Speaker identification |
US10692490B2 (en) | 2018-07-31 | 2020-06-23 | Cirrus Logic, Inc. | Detection of replay attack |
US10915614B2 (en) | 2018-08-31 | 2021-02-09 | Cirrus Logic, Inc. | Biometric authentication |
CN110133571B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-01-29 | 深圳力维智联技术有限公司 | 基于声音识别的动态测向方法、测向系统及可读存储介质 |
CN111505583B (zh) * | 2020-05-07 | 2022-07-01 | 北京百度网讯科技有限公司 | 声源定位方法、装置、设备和可读存储介质 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60108779A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音源位置測定装置 |
JPH0210559Y2 (ja) * | 1984-11-05 | 1990-03-15 | ||
JPH04236385A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 音響監視装置および監視方法 |
FI116505B (fi) * | 1998-03-23 | 2005-11-30 | Nokia Corp | Menetelmä ja järjestelmä suunnatun äänen käsittelemiseksi akustisessa virtuaaliympäristössä |
JPH11355882A (ja) * | 1998-06-09 | 1999-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 音源位置解析装置 |
JP2000121719A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-04-28 | Oki Systec Tokai:Kk | 音源位置標定装置 |
JP2002267737A (ja) | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | Gps方位計 |
JP2003139536A (ja) | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 方位計および方位測定方法 |
JP4084036B2 (ja) | 2001-12-04 | 2008-04-30 | 株式会社リコー | 磁気センサ及びこの磁気センサを用いた方位検知システム |
JP2004109712A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Nec Engineering Ltd | 話者方向検出装置 |
EP1600791B1 (en) * | 2004-05-26 | 2009-04-01 | Honda Research Institute Europe GmbH | Sound source localization based on binaural signals |
JP4624046B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-02-02 | セコム株式会社 | センシング装置 |
US7634092B2 (en) * | 2004-10-14 | 2009-12-15 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Head related transfer functions for panned stereo audio content |
JP4247195B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2009-04-02 | 株式会社東芝 | 音響信号処理装置、音響信号処理方法、音響信号処理プログラム、及び音響信号処理プログラムを記録した記録媒体 |
KR101333031B1 (ko) * | 2005-09-13 | 2013-11-26 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | HRTFs을 나타내는 파라미터들의 생성 및 처리 방법 및디바이스 |
JP5390745B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2014-01-15 | パナソニック株式会社 | 方位検出システム |
JP4449998B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2010-04-14 | ヤマハ株式会社 | アレイスピーカ装置 |
CN101483797B (zh) * | 2008-01-07 | 2010-12-08 | 昊迪移通(北京)技术有限公司 | 一种针对耳机音响系统的人脑音频变换函数(hrtf)的生成方法和设备 |
JP2009206691A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Sony Corp | 頭部伝達関数畳み込み方法および頭部伝達関数畳み込み装置 |
US8238567B2 (en) * | 2009-03-30 | 2012-08-07 | Bose Corporation | Personal acoustic device position determination |
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