(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然公園等の施設の敷地内にて適宜に配置された複数個の固定マイクから成るマイクロフォンアレイと、
施設の利用者が携帯するＧＰＳ，可動マイク及びヘッドホンから成る少なくとも一つのヘッドセットと、
前記マイクロフォンアレイの各固定マイク及び各ヘッドセットの可動マイクからの音響信号から、各鳴き声に関する音源の定位及び音源毎の音響データの分離を行なう音源分離・音源定位部と、
前記音源分離・音源定位部で分離された音源毎の音響データから鳴き声を発した動物等の種類を特定する判別部と、
前記音源分離・音源定位部で定位された音源の絶対座標位置を、各ヘッドセットのＧＰＳによる位置情報に基づいて相対座標位置に変換すると共に、前記判別部により特定された動物等の種類により、当該ヘッドセットに関する解説データを作成して、当該ヘッドセットのヘッドホンに出力するガイド作成部と、
を含んでいることを特徴とする、鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項２】
前記音源分離・音源定位部が、各ヘッドセットからのＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を受信する受信部を備えており、
前記ガイド作成部が、解説データを送信する送信部を備えていて、
前記各ヘッドセットが、ＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を前記受信部に送信すると共に、前記送信部からの解説データを受信する送受信部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項３】
前記音源分離・音源定位部が、各固定マイク及び各可動マイクからの音響信号に基づいて、一般的なマイクロフォンアレイを利用した数学的解法により、音源分離を行なうことを特徴とする、請求項１または２に記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項４】
前記音源分離・音源定位部が、ディレクションパスフィルタにより音源分離を行なうことを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項５】
前記音源分離・音源定位部が、さらに、独立成分分析により音源分離を行なうことを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項６】
前記判別部が、各種の動物等の鳴き声を備えた種類データベースを参照して、動物等の鳴き声から当該動物等の種類の特定を行なうことを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【請求項７】
前記判別部が、動物等の種類に基づいて、さらに各種の詳細データベースを参照して、動物等の雌雄判別，状況判別等の詳細判別を行なうことを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の鳴き声による音声ガイドシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然公園等の施設において、動物や鳥の鳴き声に基づいて、利用者に当該動物や鳥に関する解説を提供するようにした鳴き声による音声ガイドシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自然公園等においては、利用者は、自然公園等の敷地内を適宜に移動して、動物や鳥の自然な姿を観察するようになっている。
そして、利用者に対して動物や鳥に関する情報を提供するために、例えば動物や鳥の絵，写真等の画像と、これに関する解説を付した案内板や、パンフレット等が用意されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動物や鳥の鳴き声に関しては、利用者は通常判別することが困難である。このため、利用者は、鳴き声が聞こえたとしてもその動物や鳥の種類を判別することができない。
従って、特に野鳥の場合には、当該野鳥の姿を探そうとしても、当該野鳥を知らない場合には、野鳥自体が小さいことから容易に探すことはできない。
【０００４】
この発明は、以上の点にかんがみて、動物や鳥の鳴き声に基づいて、当該動物や鳥の解説を利用者に提供するようにした、鳴き声による音声ガイドシステムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、この発明によれば、自然公園等の施設の敷地内にて適宜に配置された複数個の固定マイクから成るマイクロフォンアレイと、施設の利用者が携帯するＧＰＳ，可動マイク及びヘッドホンから成る少なくとも一つのヘッドセットと、上記マイクロフォンアレイの各固定マイク及び各ヘッドセットの可動マイクからの音響信号から、各鳴き声に関する音源の定位及び音源毎の音響データの分離を行なう音源分離・音源定位部と、上記音源分離・音源定位部で分離された音源毎の音響データから鳴き声を発した動物等の種類を特定する判別部と、上記音源分離・音源定位部で定位された音源の絶対座標位置を、各ヘッドセットのＧＰＳによる位置情報に基づいて相対座標位置に変換すると共に、上記判別部により特定された動物等の種類により、当該ヘッドセットに関する解説データを作成して、当該ヘッドセットのヘッドホンに出力するガイド作成部と、を含んでいることを特徴とする鳴き声による音声ガイドシステムにより、達成される。
【０００６】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記音源分離・音源定位部が、各ヘッドセットからのＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を受信する受信部を備えており、上記ガイド作成部が、解説データを送信する送信部を備えていて、上記各ヘッドセットが、ＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を上記受信部に送信すると共に、上記送信部からの解説データを受信する送受信部を備えている。
【０００７】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記音源分離・音源定位部が、各固定マイク及び各可動マイクからの音響信号に基づいて、一般的なマイクロフォンアレイを利用した数学的解法により音源分離を行なう。
【０００８】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記音源分離・音源定位部が、ディレクションパスフィルタにより音源分離を行なう。
【０００９】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記音源分離・音源定位部が、さらに、独立成分分析により音源分離を行なう。
【００１０】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記判別部が、各種の動物等の鳴き声を備えた種類データベースを参照して、動物等の鳴き声から当該動物等の種類の特定を行なう。
【００１１】
本発明の鳴き声による音声ガイドシステムは、好ましくは、上記判別部が、動物等の種類に基づいて、さらに各種の詳細データベースを参照して、動物等の雌雄判別，状況判別等の詳細判別を行なう。
【００１２】
上記構成によれば、マイクロフォンアレイの各固定マイク及び各ヘッドセットの可動マイクが自然公園等の敷地内の動物や鳥の鳴き声を集音し、集音された音響信号から、音源分離・音源定位部が、各鳴き声の音源の絶対座標位置及び各音源毎の音響データに分離する。
そして、判別部が、音源分離・音源定位部で分離された各音源毎の音響データから各音源毎の鳴き声を発した動物等の種類を特定して、ガイド作成部が、この動物等の種類により各ヘッドセットの位置情報に対応して解説データを作成し、出力部が、この解説データを当該ヘッドセットのヘッドホンに出力する。
これにより、利用者は、自分で携帯するヘッドセットのヘッドホンから流れる解説を聴くことにより、鳴き声を発した動物や鳥等に関する解説を入手することができると共に、当該動物や鳥等の相対座標位置に基づいて、容易に当該動物や鳥等を見つけることができる。
【００１３】
上記音源分離・音源定位部が、各ヘッドセットからのＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を受信する受信部を備えており、上記ガイド作成部が、解説データを送信する送信部を備えていて、上記各ヘッドセットが、ＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を上記受信部に送信すると共に、上記送信部からの解説データを受信する送受信部を備えている場合には、各ヘッドセットが、音源分離・音源定位部に対してＧＰＳによる位置情報及び可動マイクによる音響信号を送信すると共に、上記ガイド作成部からの解説データを受信することによって、ワイヤレス式にデータの送受信を行なうことができる。従って、利用者は、ヘッドセットを携帯しながら、自然公園等の敷地内を自由に移動することができる。
【００１４】
上記音源分離・音源定位部が、各固定マイク及び各可動マイクからの音響信号に基づいて、一般的なマイクロフォンアレイを利用した数学的解法により音源分離を行なう場合には、可動マイクを含む広義のマイクロフォンアレイを利用して、このような数学的解法によって音源分離を行なうことができる。
【００１５】
上記音源分離・音源定位部が、ディレクションパスフィルタにより音源分離を行なう場合には、ディレクションパスフィルタを使用することによって音源分離を容易に行なうことができる。
【００１６】
上記音源分離・音源定位部が、さらに、独立成分分析により音源分離を行なう場合には、独立成分分析を使用して音源分離を確実に行なうことができる。
【００１７】
上記判別部が、各種の動物等の鳴き声を備えた種類データベースを参照して、動物等の鳴き声から当該動物等の種類の特定を行なう場合には、判別すべき動物等の鳴き声が前もってデータベース化されているので、動物等の鳴き声から、当該動物等の種類を迅速に特定することができる。
【００１８】
上記判別部が、動物等の種類に基づいて、さらに各種の詳細データベースを参照して、動物等の雌雄判別，状況判別等の詳細判別を行なう場合には、動物等の鳴き声から、さらに詳細な判別、即ち動物の性別，どのような状況で発する鳴き声であるか、等の判別を行なうことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１は、この発明を適用した鳥の鳴き声による音声ガイドシステムの一実施形態の電気的構成を示している。
図１において、音声ガイドシステム１０は、図２に示す自然公園等の施設の敷地１０ａ内にて適宜に配置された複数個の固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・から鳴るマイクロフォンアレイ１１と、音源分離・音源定位部１２と、判別部１３と、ガイド作成部１４と、施設の利用者が携帯するヘッドセット２０と、から構成されている。
【００２０】
上記マイクロフォンアレイ１１は、図２に示すように、自然公園等の施設の敷地１０ａ内にて適宜に固定配置された複数個の固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・から構成されている。各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・は、基本的に上方からの鳥の鳴き声を集音すればよいので、指向性マイクを使用する。
そして、各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・は、その音響信号が、後述する音源分離・音源定位部１２に入力されるようになっている。
なお、各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・は、それぞれケーブルを介して音源分離・音源定位部１２に接続されてもよく、ワイヤレス式に接続されるようにしてもよい。
【００２１】
上記音源分離・音源定位部１２は、自然公園等の施設の敷地１０ａ内に設けられた例えば管理棟１０ｂ等に設けられており、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び各ヘッドセット２０の可動マイクからの音響信号に基づいて鳥の鳴き声を検出して、音源である鳥の定位（位置情報〜絶対座標位置）と、当該鳥の鳴き声の分離を行なうようになっている。
その際、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・の位置は、前もって音源分離・音源定位部１２に入力されており、また各ヘッドセット２０の位置は、ヘッドセット２０に備えられたＧＰＳによる位置情報により検出されることになる。
【００２２】
そして、上記音源分離・音源定位部１２は、音源分離部１２ａ，ディレクションパスフィルタ１２ｂ及びＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ〜独立成分分析）部１２ｃを含んでいる。
【００２３】
上記音源分離部１２ａは、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び各ヘッドセット２０の可動マイクからの音響信号に基づいて、一般的なマイクロフォンアレイを利用した数学的解法により、音源分離を実施するように構成されている。
【００２４】
また、上記ディレクションパスフィルタ１２ｂは、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び各ヘッドセット２０の可動マイクからの音響信号に基づいて、両耳間位相差ＩＰＤ，両耳間強度差ＩＩＤを利用して音源の分離を行なう。
【００２５】
さらに、上記ＩＣＡ部１２ｃは、個々の固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び可動マイクからの音響信号に基づいて、独立成分分析として、各マイクの音響信号から、互いに独立で且つ未知の確率分布に従う各マイクの音響信号レベルにより、行列計算にて各音源の音響信号を復元して音源の分離を行なうと共に、音源の絶対座標位置を検出するようになっている。
【００２６】
上記判別部１３は、同様に自然公園等の施設の敷地１０ａ内に設けられた例えば管理棟１０ｂ等に設けられており、音源分離・音源定位部１２により分離された鳥の鳴き声と位置情報（絶対座標位置）そして各ヘッドセット２０の位置情報が入力されることにより、各鳥の鳴き声の特定を行なうものであり、種類判別部１３ａ及び詳細判別部１３ｂを含んでいる。
【００２７】
種類判別部１３ａは、各種の鳥の鳴き声を備えた種類データベース１３ｃを参照して、鳥の鳴き声から当該鳥の種類の特定を行ない、鳥の種類情報と位置情報（絶対座標位置）そして各ヘッドセット２０の位置情報をガイド作成部１４に送出する。
また、詳細判別部１３ｂは、音源分離・音源定位部１２からの鳥の鳴き声と種類判別部１３ａからの鳥の種類情報に基づいて、当該鳥の性別，状況等による鳴き声を備えた詳細データベース１３ｄを参照して、鳥の鳴き声から当該鳥の雌雄判別，状況判別等の詳細判別を行ない、鳥の詳細情報を、ガイド作成部１４に送出する。
【００２８】
上記ガイド作成部１４は、同様に自然公園等の施設の敷地１０ａ内に設けられた例えば管理棟１０ｂ等に設けられており、各ヘッドセット２０毎に、判別部１３からの位置情報（絶対座標位置）を、各ヘッドセット２０のＧＰＳによる位置情報に基づいて、鳥の位置情報の相対座標位置に変換すると共に、判別部１３により判別された鳥の種類情報及び詳細情報に基づいて、当該ヘッドセット２０に関する解説データを作成し、図１に示す送受信部２４により、当該ヘッドセット２０に対して送信する。
【００２９】
ここで、ガイド作成部１４は、解説データを作成する際に、個々のヘッドセット２０の位置情報に基づいて、当該ヘッドセット２０の周辺、即ち当該ヘッドセット２０を使用している利用者が聞こえる範囲内の鳥の鳴き声に限定して、解説データを作成する。
なお、図示の場合、ガイド作成部１４は、各ヘッドセット２０毎に備えられているが、これに限らず、一つのガイド作成部１４が、すべてのヘッドセット２０に対応して解説データを作成するようにしてもよく、またヘッドセット２０の数より少ない数のガイド作成部１４を用意しておき、必要に応じて、適宜ヘッドセット２０に対して解説データを作成するようにしてもよい。
【００３０】
上記ヘッドセット２０は、自然公園等の施設の利用者が、それぞれ携帯することができるように少なくとも一つ用意されており、図３に示すように、可動マイク２１と、ＧＰＳ２２と、さらにヘッドホン２３と、送受信部２４と、ノイズキャンセル回路２５と、から構成されている。
【００３１】
上記可動マイク２１は、当該ヘッドセット２０の周囲の音を検出して、音響信号を生成するようになっている。
上記ＧＰＳ２２は公知の構成であって、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより当該ヘッドセット２０の位置を検出して、位置情報を生成するようになっている。
【００３２】
また、上記ヘッドホン２３は、ガイド作成部１４からの解説データに基づいて、利用者に対して解説音声を提供するようになっている。
そして、上記送受信部２４は、上記可動マイク２１からの音響信号及びＧＰＳ２２からの位置情報を、音源分離・音源定位部１２に対して送信すると共に、上記ガイド作成部１４からの解説データを受信するようになっている。
【００３３】
さらに、上記ノイズキャンセル回路２５は、当該ヘッドセット２０を使用している利用者が、ヘッドホン２３からの解説音声が邪魔にならないように、ノイズのキャンセルを行なう。
【００３４】
本発明実施形態による音声ガイドシステム１０は以上のように構成されており、図４のフローチャートに示すように、自然公園等の施設における鳥の鳴き声に基づいて各利用者に対してヘッドセット２０により解説が提供される。
【００３５】
先ず、図４において、ステップＳＴ１にて、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び各ヘッドセット２０の可動マイク２１が、自然公園等の施設における鳥の鳴き声を検出して、音響信号を音源分離・音源定位部１２に対して送出する。
ここで、各固定マイク１１ａ，１１ｂの位置は、前もって音源分離・音源定位部１２に入力されており、また各ヘッドセット２０の可動マイク２１の位置は、当該ヘッドセット２０のＧＰＳによる位置情報が音源分離・音源定位部１２に入力されることにより既知である。
【００３６】
次に、ステップＳＴ２にて、音源分離・音源定位部１２は、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・及び各ヘッドセット２０の可動マイク２１からの音響信号に基づいて、音源分離部１２ａにて一般的なマイクロフォンアレイ１１を利用した数学的解法による音源分離を行ない、またディクレクションパスフィルタ１２ｂによりＩＰＤ及びＩＩＤを利用した音源分離を行ない、さらに、ＩＣＡ部１２ｃにて独立成分分析により音源分離を行なうことにより、音源である鳴き声を発した鳥の位置情報（絶対座標位置）を検出すると共に、各鳥の鳴き声を分離する。
そして、音源分離・音源定位部１２は、鳥の位置情報（絶対座標位置）及び鳥の鳴き声を、各ヘッドセット２０の位置情報と共に判別部１３に出力する。
【００３７】
続いて、ステップＳＴ３にて、判別部１３は、音源分離・音源定位部１２から入力される鳥の位置情報（絶対座標位置）及び鳥の鳴き声，各ヘッドセット２０の位置情報に基づいて、種類判別部１３ａにより鳥の鳴き声から種類データベース１３ｃを利用して鳥の種類を特定する。
そして、種類判別部１３ａは、鳥の種類情報と位置情報（絶対座標位置）を、ガイド作成部１４に出力すると共に、詳細判別部１３ｂに対して鳥の鳴き声及び種類情報を詳細判別部１３ｂに送出する。
【００３８】
これにより、ステップＳＴ４にて、詳細判別部１３ｂは、鳥の鳴き声と種類情報に基づいて詳細データベース１３ｄを利用して鳥の詳細判別を行なって、鳥の詳細情報をガイド作成部１４に出力する。
【００３９】
そして、ステップＳＴ５にて、ガイド作成部１４は、判別部１３からの鳥の種類情報，詳細情報及び位置情報（絶対座標位置）のうち、位置情報（絶対座標位置）を、各ヘッドセット２０毎に各ヘッドセット２０のＧＰＳ２２による位置情報に基づいて鳥の位置情報の相対座標位置に変換すると共に、上記種類情報及び詳細情報に基づいて当該ヘッドセット２０に関する解説データを作成して、図示しない送信部により当該ヘッドセット２０に対して送信する。
【００４０】
これにより、ステップＳＴ６にて、各ヘッドセット２０は、ガイド作成部１４により作成された解説データを送受信部２４により受信して、ノイズキャンセル回路２５によりノイズキャンセルを行なった後、ヘッドホン２３から解説音声を利用者に提供する。従って、利用者は、ヘッドホン２３から聞こえる解説音声により、利用者の位置から観察すべき鳥に対する相対座標位置に基づく解説を聴くことができ、当該鳥を容易に見つけることができると共に、そのときの鳴き声による鳥の状況を把握することができる。
【００４１】
このようにして、本発明実施形態による音声ガイドシステム１０によれば、マイクロフォンアレイ１１の各固定マイク１１ａ，１１ｂ，・・・からの音響信号と、各利用者が携帯するヘッドセット２０の可動マイク２１からの音響信号とから、音源分離・音源定位部１２により鳥の鳴き声に関する音源分離及び音源定位を行なって、判別部１３により鳥の鳴き声から鳥の種類及び詳細判別を行ない、これらに基づいて、各利用者のヘッドセット２０に対して、それぞれヘッドセット２０の位置に対応した解説を提供することができる。
その際、各ヘッドセット２０の可動マイク２１からの音響信号も参照して、音源分離及び音源定位を行なうことにより、各利用者の位置に関してより正確な音源定位を行なうことができる。
【００４２】
上述した実施形態においては、鳥の鳴き声による音声ガイドシステムについて説明したが、これに限らず、鳥以外の動物の鳴き声による音声ガイドシステムについても、本発明を適用し得ることは明らかである。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、マイクロフォンアレイの各固定マイク及び各ヘッドセットの可動マイクが自然公園等の敷地内の動物や鳥の鳴き声を集音し、集音された音響信号から、音源分離・音源定位部が、各鳴き声の音源の絶対座標位置及び各音源毎の音響データに分離する。
そして、判別部が、音源分離・音源定位部で分離された各音源毎の音響データから各音源毎の鳴き声を発した動物等の種類を特定して、ガイド作成部が、この動物等の種類により各ヘッドセットの位置情報に対応して解説データを作成し、出力部が、この解説データを当該ヘッドセットのヘッドホンに出力する。これにより、利用者は、自分で携帯するヘッドセットのヘッドホンから流れる解説を聴くことにより、鳴き声を発した動物や鳥等に関する解説を入手することができると共に、当該動物や鳥等の相対座標位置に基づいて、容易に当該動物や鳥等を見つけることができる。
したがって、本発明によれば、動物や鳥の鳴き声に基づいて、当該動物や鳥の解説を利用者に提供するようにした、極めて優れた鳴き声による音声ガイドシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による鳥の鳴き声による音声ガイドシステムの一実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１の音声ガイドシステムの全体構成を示す概略斜視図である。
【図３】図１の音声ガイドシステムにおけるヘッドセットの構成を示すブロック図である。
【図４】図１の音声ガイドシステムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    鳥の鳴き声による音声ガイドシステム
１１    マイクロフォンアレイ
１１ａ，１１ｂ，・・・    固定マイク
１２    音源分離・音源定位部
１２ａ  音源分離部
１２ｂ  ディレクションパスフィルタ
１２ｃ  ＩＣＡ部
１３    判別部
１３ａ  種類判別部
１３ｂ  詳細判別部
１３ｃ  種類データベース
１３ｄ  詳細データベース
１４    ガイド作成部
２０    ヘッドセット
２１    可動マイク
２２    ＧＰＳ
２３    ヘッドホン
２４    送受信部
【図１】
0003590869.tif 000002
【図２】
0003590869.tif 000003
【図３】
0003590869.tif 000004
【図４】
0003590869.tif 000005