(57)【要約】【課題】無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを目的とする。【解決手段】マイク設置部（１８）は、第１音道（１１Ｒ）及び第２音道（１２Ｒ）が内部に設けられている。第１音道は、第１平坦面に開口した第１開口部（１１Ｏ）を一端部に備え、第１開口部から音が伝搬する。第２音道は、第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部（１２Ｏ）を一端部に備え、第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられている。第１マイクロフォン（１１）は、第１音道の他端部に設置され、第２マイクロフォン（１２）は、第２音道の他端部に設置されている。判定部（１３、１３’）は、音圧の相違及び位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する。【選択図】図３
2019087986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、判定部と、
を含む、
音源方向判定装置。
【請求項２】
前記第１周波数成分は高域成分である、
請求項１に記載の音源方向判定装置。
【請求項３】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項４】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第４回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項５】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面及び前記第２平坦面の面積は第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第２回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項６】
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項７】
前記音圧差の平均値が負の第２閾値よりも小さい場合、及び、前記位相差の平均値が負の第４閾値よりも小さい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項６に記載の音源方向判定装置。
【請求項８】
前記対象周波数帯域の位相差の平均値a_phaseは、以下の（１）式で表される、請求項６または請求項７に記載の音源方向判定装置。
【数１】
2019087986.tif 000008
但し、
phase[j]=atan(phase_re[j]/phase_im[j])、
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im[j]、
phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]、
C_n[j]=λ[j]/λ_cであり、
ｊは周波数帯域数であり、
re1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの実部であり、
re2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの実部であり、
im1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの虚部であり、
im2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの虚部であり、
λ[j]は、j番目の周波数帯域の音の波長であり、
λ_cは、基準周波数の音の波長であり、
ｅｅは、前記対象周波数帯域の上限であり、
ｓｓは、前記対象周波数帯域の下限である。
【請求項９】
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項１０】
前記音圧差平均値が前記第５閾値以下の場合、及び、前記位相差平均値が前記第６閾値以下の場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項９に記載の音源方向判定装置。
【請求項１１】
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値は、前記音圧差の第１発話区間の平均値である第１平均値と、前記音圧差の第２発話区間の平均値である第２平均値と、の平均値であり、前記第１平均値と前記第２平均値との相違は、第２所定値を超え、
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値は、前記位相差の第３発話区間の平均値である第３平均値と、前記位相差の第４発話区間の平均値である第４平均値と、の平均値であり、前記第３平均値と前記第４平均値との相違は、第３所定値を超える、
請求項９または請求項１０に記載の音源方向判定装置。
【請求項１２】
前記音源が前記第１平坦面と対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第１言語に翻訳し、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第２言語に翻訳する、
請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項１３】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置の前記コンピュータが、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定方法。
【請求項１４】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置のコンピュータに、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源方向判定装置、音源方向判定方法、及び音源方向判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１指向性マイクロフォンを第１方向に沿って伝搬する音を検出するように配置し、第２指向性マイクロフォンを第１方向に交差する第２方向に沿って伝搬する音を検出するように配置することで、音源方向を判定する音源方向判定装置が存在する。この音源方向判定装置では、第１指向性マイクロフォンが検出した音の音圧の大きさが第２指向性マイクロフォンで検出した音の音圧の大きさよりも大きい場合、音が第１方向に沿って伝搬した音であると判定する。一方、第２指向性マイクロフォンが検出した音の音圧の大きさが第１指向性マイクロフォンで検出した音の音圧の大きさよりも大きい場合、音が第２方向に沿って伝搬した音であると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４０９８２号公報
【特許文献２】特許５３８７４５９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】渡邊ら、”指向性マイクロホンを用いた音源位置推定に関する基礎的検討”、[online]、［平成２９年９月１１日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｔ．ｎｉｈｏｎ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｋｏｕｅｎｄａｔａ／Ｎｏ．４１／２＿ｄｅｎｋｉ／２−００８．ｐｄｆ）
【非特許文献２】山本貢平、「回折計算の方法」、騒音制御、日本、１９９７年、Vol. 21、No. 3、頁143〜147
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、指向性マイクロフォンは、無指向性マイクロフォンよりもサイズが大きく、価格も高いため、無指向性マイクロフォンを使用した場合よりも、音源方向判定装置のサイズが大きくなり、価格が高くなる、という問題がある。
【０００６】
本発明は、１つの側面として、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態では、マイク設置部は、第１音道及び第２音道が内部に設けられている。第１音道は、第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、第１開口部から音が伝搬する。第２音道は、第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられている。第１マイクロフォンは、第１音道の他端部に設置され、第２マイクロフォンは、第２音道の他端部に設置されている。判定部は、音圧の相違及び位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する。音圧の相違は、第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、第２マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第２音圧との相違である。位相の相違は、第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、第２マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第２位相との相違である。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面として、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１〜第５実施形態に係る情報処理端末の一例を示すブロック図である。
【図２Ａ】第１、第２、第４及び第５実施形態に係る音源方向判定装置の外観の一例を示す概念図である。
【図２Ｂ】第１、第２、第４及び第５実施形態に係る音源方向判定装置の外観の一例を示す概念図である。
【図３】第１、第４及び第５実施形態に係る図２Ａの切断線３−３に沿った断面図である。
【図４Ａ】第１、第３、第４及び第５実施形態の音の回折を説明するための概念図である。
【図４Ｂ】第１、第３、第４及び第５実施形態の音の回折を説明するための概念図である。
【図５】平坦面の面積が異なる場合の第１マイクロフォンの音圧と第２マイクロフォンの音圧との音圧差を例示する表である。
【図６Ａ】第１、第２、第４及び第５実施形態の音の回折を説明するための概念図である。
【図６Ｂ】第１、第２、第４及び第５実施形態の音の回折を説明するための概念図である。
【図７】周波数軸に沿った回折による音圧の低下を説明するためのグラフである。
【図８】第１〜第３実施形態の音源方向判定処理の概要を例示するブロック図である。
【図９】第１〜第４実施形態の音源方向判定基準を例示する表である。
【図１０】第１〜第５実施形態に係る情報処理端末のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【図１１】第１〜第３実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る図２Ａの切断線３−３に沿った断面図である。
【図１３Ａ】第３及び第５実施形態に係る音源方向判定装置の外観の一例を示す概念図である。
【図１３Ｂ】第３及び第５実施形態に係る音源方向判定装置の外観の一例を示す概念図である。
【図１３Ｃ】第３及び第５実施形態に係る音源方向判定装置の外観の一例を示す概念図である。
【図１４】第３及び第５実施形態に係る図１３Ａの切断線１４−１４に沿った断面図である。
【図１５】第４実施形態の音源方向判定処理の概要を例示するブロック図である。
【図１６Ａ】音がマイクロフォンに到達する際の位相差を説明するための概念図である。
【図１６Ｂ】音がマイクロフォンに到達する際の位相差を説明するための概念図である。
【図１７Ａ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｂ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｃ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｄ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｅ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｆ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７Ｇ】第４実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１８】関連技術に係る指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定装置の一例を示す概念図である。
【図１９】指向性マイクロフォンの大きさと無指向性マイクロフォンの大きさとを比較するための例示的な表である。
【図２０Ａ】関連技術に係る無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定装置の一例を示す概念図である。
【図２０Ｂ】関連技術に係る無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定装置の一例を示す概念図である。
【図２１】関連技術における音圧差と本実施形態における音圧差との比較の一例を示す表である。
【図２２Ａ】音源方向判定装置の背面に空隙が存在する場合の音の回折を説明するための概念図である。
【図２２Ｂ】音源方向判定装置の背面に空隙が存在しない場合の音の回折を説明するための概念図である。
【図２３Ａ】音源方向判定装置の背面に空隙が存在する場合及び存在しない場合の高域音圧差を例示する概念図である。
【図２３Ｂ】音源方向判定装置の背面に空隙が存在する場合及び存在しない場合の正規化位相差を例示する概念図である。
【図２４】第５実施形態の音源方向判定処理の概要を例示するブロック図である。
【図２５】音源方向を判定する閾値の調整を説明するための概念図である。
【図２６Ａ】音源方向判定装置の傾斜と、音源方向を判定する閾値と、の関係を例示する概念図である。
【図２６Ｂ】音源方向判定装置の傾斜と、音源方向を判定する閾値と、の関係を例示する概念図である。
【図２７Ａ】音源方向判定装置の傾斜と、音源方向判定装置の上面及び前面へ到達する音の位相差と、の関係を例示する概念図である。
【図２７Ｂ】音源方向判定装置の傾斜と、音源方向判定装置の上面及び前面へ到達する音の位相差と、の関係を例示する概念図である。
【図２８】音源方向判定装置の傾斜が異なる場合の、ユーザの音声の位相差と対話相手の音声の位相差との関係を例示する概念図である。
【図２９Ａ】音源方向判定装置の傾斜が同じ場合の、ユーザの音声の位相差と対話相手の音声の位相差と、の関係を例示する概念図である。
【図２９Ｂ】音源方向判定装置の傾斜が同じ場合の、ユーザの音声の位相差と対話相手の音声の位相差と、の関係を例示する概念図である。
【図３０Ａ】第５実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３０Ｂ】第５実施形態に係る音源方向判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して第１実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１１】
図１に、情報処理端末１の要部機能を例示する。情報処理端末１は、音源方向判定装置１０及び音声翻訳装置１４を含む。
【００１２】
音源方向判定装置１０は、第１マイクロフォン（以下、「マイクロフォン」を「マイク」ともいう。）１１、第２マイクロフォン１２、及び、判定部１３を含む。音声翻訳装置１４は、第１翻訳部１４Ａ、第２翻訳部１４Ｂ、及び、スピーカ１４Ｃを含む。
【００１３】
第１マイク１１及び第２マイク１２の各々は、無指向性マイクロフォンであって、全方位の音を取得する。判定部１３は、第１マイク１１及び第２マイク１２で取得された音の音源が存在する方向を判定する。音声翻訳装置１４は、判定部１３によって判定された音源方向に基づいて、第１マイク１１または第２マイク１２で取得された音源方向から伝搬する音に対応する音声信号によって表される言語を所定の言語に翻訳する。
【００１４】
詳細には、判定部１３によって音源が、例えば、上方である第１方向に存在すると判定された場合、取得した音に対応する音声信号によって表される言語を、第１翻訳部１４Ａが第１言語（例えば、英語）に翻訳する。判定部１３によって、音源が、例えば、前方である第２方向に存在すると判定された場合、取得した音に対応する音声信号によって表される言語を、第２翻訳部１４Ｂが第２言語（例えば、日本語）に翻訳する。スピーカ１４Ｃは、第１翻訳部１４Ａまたは第２翻訳部１４Ｂによって翻訳された言語を音声で出力する。
【００１５】
図２Ａ及び図２Ｂに、音源方向判定装置１０の外観を例示する。音源方向判定装置１０は、例えば、ユーザのシャツの胸ポケットに入れて、衣服のユーザの胸部付近に該当する部分にクリップまたはピンなどで留めて、または、ストラップでユーザの首に下げて使用することが想定される装置である。図２Ａは、音源方向判定装置１０の筐体１８の上面を例示する。筐体１８は、マイク設置部の一例である。第１平坦面の一例である筐体１８の上面は、音源方向判定装置１０を胸ポケットに入れた際に、上方を向く面、即ち、ユーザの口に最も近い面である。
【００１６】
筐体１８の上面には、第１音道の一端部に備えられた第１開口部の一例である開口部１１Ｏが存在する。第１音道の他端部には、第１マイク１１が設置されている。以下、図において矢印ＦＲは、音源方向判定装置１０の前方を表す。筐体１８の上面には、スピーカ１４Ｃも配置されている。即ち、図２Ａ及び図２Ｂの例では、音声翻訳装置１４は、音源方向判定装置１０の筐体１８に含まれている。筐体１８の上面の前後方向の長さは、例えば、１［ｃｍ］である。
【００１７】
図２Ｂは、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面を例示する。第２平坦面の一例である前面は、例えば、音源方向判定装置１０を胸ポケットに入れた際に、ユーザが対話する対話相手に対向する面である。
【００１８】
筐体１８の前面には、第２音道の一端部に備えられた開口部１２Ｏが存在する。第２音道の他端部には、第２マイク１２が設置されている。以下、図において矢印ＵＰは、音源方向判定装置１０の上方を表す。筐体１８の前面の大きさは、例えば、一般的な名刺と同程度の大きさである。
【００１９】
音源方向判定装置１０は、上方に音源が存在すると判定した音をユーザによって発話された音声であると判定して、第１言語に翻訳してスピーカ１４Ｃから音声で出力するように、音声翻訳装置１４の第１翻訳部１４Ａに当該音に対応する音声信号を送信する。また、音源方向判定装置１０は、前方に音源が存在すると判定した音を対話相手によって発話された音声であると判定する。音源方向判定装置１０は、第２言語に翻訳してスピーカ１４Ｃから音声で出力するように、音声翻訳装置１４の第２翻訳部１４Ｂに当該音に対応する音声信号を送信する。
【００２０】
図３は、図２Ａの切断線３−３に沿った断面図を表す。第２音道１２Ｒの一端部は、筐体１８の前面に開口した開口部１２Ｏを備え、第２マイク１２は、第２音道の他端部に設置されている。
【００２１】
第１音道１１Ｒの一端部は、筐体１８の上面に開口した開口部１１Ｏを備え、第１マイク１１は、第１音道１１Ｒの他端部に設置されている。第１音道１１Ｒは途中に屈曲部１１Ｋを有する。屈曲部１１Ｋは第２回折部の一例である。
【００２２】
図４Ａに、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合を例示する。筐体１８の前面の面積が第１所定値の一例である所定値より大きい場合、第２マイク１２は、開口部１２Ｏを通って、直接届く音に加え、筐体１８の前面で反射し、第３回折部の一例である開口部１２Ｏで回折した音を取得する。
【００２３】
図４Ｂに、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合を例示する。音は、第２マイク１２に直接には届かず、第２マイク１２は、開口部１２Ｏで回折した音を取得する。したがって、第２マイク１２で取得される音の音圧は、音源が前方に存在する場合の方が、音源が上方に存在する場合よりも大きい。
【００２４】
図５に、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合、及び、上方に存在する場合の、第２マイク１２で取得される音圧を例示する。音源方向判定装置１０の前面の面積が所定値以下の大きさの一例である２［平方ｃｍ］である場合、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する音の音圧は−２６［ｄＢｏｖ］である。また、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する音の音圧は−２９［ｄＢｏｖ］である。したがって、音源方向判定装置１０の前方に存在する音源からの音の音圧と、上方に存在する音源からの音の音圧との音圧差は３［ｄＢ］である。
【００２５】
一方、音源方向判定装置１０の前面の面積が所定値より大きい大きさの一例である６３［平方ｃｍ］である場合、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する音の音圧は−２４［ｄＢｏｖ］である。また、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する音の音圧は−３０［ｄＢｏｖ］である。したがって、音源方向判定装置１０の前方に存在する音源からの音の音圧と、上方に存在する音源からの音の音圧との音圧差は、６［ｄＢ］である。
【００２６】
即ち、音源方向判定装置１０の前面の面積が２［平方ｃｍ］の場合よりも、６３［平方ｃｍ］の場合の方が音源の方向による音圧差が大きく、音源の方向の判定が容易となる。前面の面積が所定値より大きい場合、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する音の反射が十分に行われるためである。
【００２７】
所定値とは、例えば、音道の断面積の１０００倍であってよい。即ち、第２マイク１２のマイク穴の直径が、例えば、０．５［ｍｍ］であり、第２音道１２Ｒが、第２マイク１２のマイク穴の直径の２倍の長さである直径１［ｍｍ］の円形の断面を有している場合、約７８５［平方ｍｍ］より大きい面積であってよい。なお、例えば、第２音道１２Ｒは、一端部から他端部まで同じ直径を有していてもよいし、一端部から他端部に向かって徐々に直径が小さくなってもよい。また、第２音道は、例えば、矩形の断面を有していてもよい。
【００２８】
第２音道１２Ｒの一端部から他端部までの長さは、例えば、３［ｍｍ］であってよいが、３［ｍｍ］よりも長くてもよいし、短くてもよい。また、第２音道１２Ｒは、筐体１８の前面と直交していてもよいし、第２音道１２Ｒと筐体１８の前面とは９０［度］以外の角度で交差していてもよい。
【００２９】
図６Ａ及び図６Ｂで、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合と、前方に存在する場合の、第１マイク１１で取得される音圧を説明する。図６Ａに、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合を例示する。
【００３０】
筐体１８の上面の前後方向の長さは短く、上面の面積は所定値以下であるため、音源が音源方向判定装置１０の上方にある場合でも、図４Ａに例示する音の反射及び回折による音の取得が期待できない。そこで、第１音道１１Ｒには屈曲部１１Ｋを設けている。第１音道１１Ｒは、屈曲部１１Ｋを有するため、上方からの音は、第１マイク１１には直接届かず、第１音道１１Ｒの屈曲部１１Ｋで回折し、第１マイク１１で取得される。
【００３１】
図６Ｂに、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合を例示する。音は、第１回折部の一例である開口部１１Ｏで回折し、さらに、屈曲部１１Ｋで回折して、第１マイク１１で取得される。
【００３２】
図７に、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧と、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧との音圧差を例示する。実線は、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧［ｄＢ］を表し、破線は、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧［ｄＢ］を表す。
【００３３】
即ち、実線と破線との間の上下方向の距離が、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧と、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合に第１マイク１１で取得される音の音圧との音圧差を表す。図７のグラフの横軸は周波数［Ｈｚ］であり、音圧差は、周波数が低いほど小さく、周波数が高いほど大きい傾向を有する。即ち、回折の回数が１回である、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在する場合と、回折の回数が２回である音源が音源方向判定装置１０の前方に存在する場合と、の音圧差は、周波数が高いほど顕著となる。
【００３４】
回折による減音量Ｒ［ｄＢ］は、例えば、（１）式で表される。
【数１】
2019087986.tif 000003
Ｎは、フレネル数であり、（２）式で表される。
Ｎ＝δ／（λ／２）
＝δ・ｆ／１６５    …（２）
δは、回折経路と直接経路との経路差［ｍ］であり、λは音の波長［ｍ］であり、ｆは音の周波数［Ｈｚ］であり、音速（＝λ×ｆ）を３３０［ｍ／秒］とした場合である。即ち、図７のグラフにも表されるように、周波数ｆが高いほど、回折による減音量Ｒは大きくなる傾向を有する。したがって、本実施形態では、音源の方向を判定する際に、音の高域成分の音圧差を使用する。
【００３５】
第１音道１１Ｒは、第１マイク１１のマイク穴の直径が０．５［ｍｍ］である場合、マイク穴の直径の２倍の長さである直径１［ｍｍ］の円形の断面を有していてもよい。なお、例えば、第１音道１１Ｒは、一端部から他端部まで同じ直径を有していてもよいし、一端部から他端部に向かって徐々に直径が小さくなってもよい。
【００３６】
第１音道１１Ｒは、一端部から屈曲部１１Ｋに向かって徐々に直径が小さくなり、屈曲部１１Ｋから他端部まで同じ直径を有していてもよい。また、第１音道１１Ｒは、例えば、矩形の断面を有していてもよい。
【００３７】
第１音道１１Ｒの一端部から屈曲部１１Ｋまでの長さ、及び、屈曲部１１Ｋから他端部までの長さは、例えば、３［ｍｍ］であってよいが、３［ｍｍ］よりも長くてもよいし、短くてもよい。また、第１音道１１Ｒの一端部から屈曲部１１Ｋまでは、筐体１８の上面と直交していてもよいし、第１音道１１Ｒと筐体１８の上面とは９０［度］以外の角度で交差していてもよい。また、第１音道１１Ｒの屈曲部１１Ｋから他端部までは、一端部から屈曲部１１Ｋまでと直交していてもよいし、９０［度］以外の角度で交差していてもよい。
【００３８】
また、第１マイク１１の周囲は第１音道１１Ｒの他端部と側壁とがつながる部分を除いて側壁で包囲され、他端部と側壁との間に空隙は存在しない。また、第２マイク１２の周囲は第２音道１２Ｒの他端部と側壁とがつながる部分を除いて側壁で包囲され、他端部と側壁との間に空隙は存在しない。なお、筐体１８の上面と前面とは直交している。しかしながら、本実施形態は筐体１８の上面と前面とが直交されている例に限定されず、筐体１８の上面と前面とは、９０［度］以外の角度で交差していてもよい。
【００３９】
図８を使用して、第１実施形態の判定部１３で行われる音源方向判定処理の概要を例示する。図３に例示するように設置された第１マイク１１で取得された音に対応する音信号を、時間周波数変換部１３Ａが時間周波数変換する。同様に、図３に例示するように設置された第２マイク１２で取得された音に対応する音信号を、時間周波数変換部１３Ｂが時間周波数変換する。時間周波数変換には、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）を使用する。
【００４０】
上記したように、第１マイク１１で取得された音の音圧と、第２マイク１２で取得された音の音圧との音圧差は、高域成分で顕著に現れる。したがって、高域音圧差算出部１３Ｃは、所定の周波数より高い周波数における周波数帯域毎の音圧差の平均値を、高域音圧差として算出する。音源方向判定部１３Ｄは、高域音圧差算出部１３Ｃで算出された高域音圧差に基づいて、音源の位置を判定する。
【００４１】
詳細には、高域音圧差算出部１３Ｃは、第１マイク１１で取得された音に対応する音信号のスペクトルパワーpow1[bin]を（３）式で算出し、第２マイク１２で取得された音に対応する音信号のスペクトルパワーpow2[bin]を（４）式で算出する。
pow1[bin]=re1[bin]2+im1[bin]2  …（３）
pow2[bin]=re2[bin]2+im2[bin]2  …（４）
bin=0, …, F-1であり、Ｆは周波数帯域数であり、例えば、２５６であってよい。re1[bin]は、第１マイク１１で取得した音の音信号を時間周波数変換した際に取得される、周波数帯域binの周波数スペクトルの実部である。また、im1[bin]は、第１マイク１１で取得した音の音信号を時間周波数変換した際に取得される、周波数帯域binの周波数スペクトルの虚部である。
【００４２】
re2[bin]は、第２マイク１２で取得した音の音信号を時間周波数変換した際に取得される、周波数帯域binの周波数スペクトルの実部である。また、im2[bin]は、第２マイク１２で取得した音の音信号を時間周波数変換した際に取得される、周波数帯域binの周波数スペクトルの虚部である。
【００４３】
次に、（５）式で、高域音圧差d_powを算出する。
【数２】
2019087986.tif 000004
高域音圧差d_powは、音圧の相違の一例であり、スペクトルパワーpow1[i]の対数から、スペクトルパワーpow2[i]の対数を減算した値の平均値である。ｓは、高域の下限周波数帯域数であり、例えば、９６であってよい。音信号のサンプリング周波数が１６［ｋＨｚ］であり、ｓ＝９６である場合、高域とは３０００［Ｈｚ］〜８［ｋＨｚ］である。
【００４４】
図９に、音源方向判定部１３Ｄの判定基準及び判定結果を例示する。高域音圧差d_powと正の値である第１閾値とを比較し、高域音圧差d_powが第１閾値よりも大きい場合、音源は筐体１８の上面に対向する位置、即ち、上方に存在すると判定される。また、高域音圧差d_powと負の値である第２閾値とを比較し、高域音圧差d_powが第２閾値よりも小さい場合、音源は筐体１８の前面に対向する位置、即ち、前方に存在すると判定される。
【００４５】
また、図９に例示されるように、高域音圧差d_powが第２閾値以上であり、第１閾値以下である場合には、音源方向の判定は不可であると判定する。第１閾値は、例えば、１．５［ｄＢ］、第２閾値は、例えば、−１．５［ｄＢ］であってよい。
【００４６】
なお、高域音圧差d_powを取得する際に、（５）式において、筐体１８の前面に開口部１２Ｏを有する第２マイク１２のスペクトルパワーを基準にしているため、図９に例示するような判定結果となる。しかしながら、（６）式に例示するように、筐体１８の上面に開口部１１Ｏを有する第１マイク１１のスペクトルパワーを基準として高域音圧差d_powを取得する場合、判定結果は異なる。
【数３】
2019087986.tif 000005
【００４７】
高域音圧差d_powと正の値である第１閾値とを比較し、高域音圧差d_powが第１閾値よりも大きい場合、音源は筐体１８の前面に対向する位置、即ち、前方に存在すると判定される。また、高域音圧差d_powと負の値である第２閾値とを比較し、高域音圧差d_powが第２閾値よりも小さい場合、音源は筐体１８の上面に対向する位置、即ち、上方に存在すると判定される。
【００４８】
なお、高域音圧差を取得する（５）式及び（６）式は例示であり、本実施形態はこれに限定されない。また、第１マイク１１で取得された音の高域成分の音圧、及び、第２マイク１２で取得された音の高域成分の音圧の相違である高域音圧差を使用する例について説明したが、本実施形態はこの例に限定されない。
【００４９】
第１マイク１１で取得された音の所定の周波数成分の音圧、及び、第２マイク１２で取得された音の所定の周波数成分の音圧の相違を、高域音圧差に代えて使用してもよい。所定の周波数成分とは、第１周波数成分の一例であり、高域成分であってよいが、音源の方向によって、第１マイク１１と第２マイク１２との間で音圧差が顕著に現れる周波数成分であればよい。また、図９の判定基準及び判定結果も例示であり、本実施形態はこの例に限定されない。
【００５０】
図１０に、情報処理端末１のハードウェア構成を例示する。情報処理端末１は、ハードウェアであるプロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、一次記憶部５２、二次記憶部５３、及び、外部インターフェイス５４を含む。情報処理端末１は、また、第１マイク１１、第２マイク１２、及びスピーカ１４Ｃを含む。
【００５１】
ＣＰＵ５１、一次記憶部５２、二次記憶部５３、外部インターフェイス５４、第１マイク１１、第２マイク１２、及びスピーカ１４Ｃは、バス５９を介して相互に接続されている。
【００５２】
一次記憶部５２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性のメモリである。
【００５３】
二次記憶部５３は、プログラム格納領域５３Ａ及びデータ格納領域５３Ｂを含む。プログラム格納領域５３Ａは、一例として、音源方向判定処理をＣＰＵ５１に実行させるための音源方向判定プログラム、音源方向判定処理の判定結果に基づいて、音声翻訳処理をＣＰＵ５１に実行させるための音声翻訳プログラムなどのプログラムを記憶している。データ格納領域５３Ｂは、第１マイク１１及び第２マイク１２から取得された音に対応する音信号、音源方向判定処理及び音声翻訳処理において一時的に生成される中間データ、などを記憶する。
【００５４】
ＣＰＵ５１は、プログラム格納領域５３Ａから音源方向判定プログラムを読み出して一次記憶部５２に展開する。ＣＰＵ５１は、音源方向判定プログラムを実行することで、図１の判定部１３として動作する。ＣＰＵ５１は、プログラム格納領域５３Ａから音声翻訳プログラムを読み出して一次記憶部５２に展開する。ＣＰＵ５１は、音声翻訳プログラムを実行することで、図１の第１翻訳部１４Ａ及び第２翻訳部１４Ｂとして動作する。なお、音源方向判定プログラム及び音声翻訳プログラムなどのプログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの非一時的記録媒体に記憶され、記録媒体読込装置を介して読み込まれ、一次記憶部５２に展開されてもよい。
【００５５】
外部インターフェイス５４には、外部装置が接続され、外部インターフェイス５４は、外部装置とＣＰＵ５１との間の各種情報の送受信を司る。例えば、スピーカ１４Ｃは、音源方向判定装置１０に含まれず、外部インターフェイス５４を介して接続される外部装置であってもよい。
【００５６】
次に、音源方向判定装置１０の作用の概略について説明する。音源方向判定装置１０の作用の概略を図１１に例示する。例えば、ユーザが音源方向判定装置１０の電源を投入すると、ＣＰＵ５１は、せせで、１フレーム分の音信号を読み込む。詳細には、第１マイク１１から取得された音に対応する１フレーム分の音信号（以下、第１音信号という。）と、第２マイク１２から取得された音に対応する１フレーム分の音信号（以下、第２音信号という。）と、を読み込む。１フレームは、サンプリング周波数が１６［ｋＨｚ］である場合、例えば、３２［ｍ秒］であってよい。
【００５７】
ＣＰＵ５１は、ステップ１０２で、ステップ１０１で読み込んだ音信号の各々に時間周波数変換を施す。ＣＰＵ５１は、ステップ１０３で、（３）式及び（４）式を使用して、時間周波数変換を施した音信号の各々のスペクトルパワーを算出し、（５）式を使用して、高域音圧差d_powを算出する。
【００５８】
ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、ステップ１０３で算出した高域音圧差d_powと第１閾値値とを比較し、高域音圧差d_powが第１閾値より大きい場合、音源が音源方向判定装置１０の上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ１０５で、音信号を第２言語から第１言語へ翻訳する処理に振り分け、ステップ１０８に進む。振り分けられた音信号は、既存の音声翻訳処理技術によって、第２言語から第１言語へ翻訳され、例えば、スピーカ１４Ｃから音声として出力される。
【００５９】
ステップ１０４で、高域音圧差d_powが第１閾値以下であると判定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差d_powと第２閾値とを比較し、高域音圧差d_powが第２閾値より小さい場合、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在すると判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、即ち、音源が音源方向判定装置１０の前方に存在すると判定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０７に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ１０７で、音信号を第１言語から第２言語へ翻訳する処理に振り分け、ステップ１０８に進む。振り分けられた音信号は、既存の音声翻訳処理技術によって、第１言語から第２言語へ翻訳され、例えば、スピーカ１４Ｃから音声として出力される。
【００６０】
ステップ１０６の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０８に進む。即ち、高域音圧差d_powが第１閾値以下であり、かつ、第２閾値以上である場合、音源位置の判定は不可であると判定され、第１言語から第２言語への翻訳も、第２言語から第１言語への翻訳も行わない。
【００６１】
ＣＰＵ５１は、ステップ１０８で、音源方向判定装置１０の音源方向判定機能が、例えば、ユーザの操作によりオフされたか否か判定する。ステップ１０８の判定が否定された場合、即ち、音源方向判定機能がオンである場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０１に進み、次のフレームの音信号を読み込み、音源方向判定処理を継続する。ステップ１０８の判定が否定された場合、即ち、音源方向判定機能がオフである場合、ＣＰＵ５１は、音源方向判定処理を終了する。
【００６２】
本実施形態のマイク設置部は、第１音道及び第２音道が内部に設けられている。第１音道は、第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、第１開口部から音が伝搬する。第２音道は、第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられている。第１マイクロフォンは、第１音道の他端部に設置され、第２マイクロフォンは、第２音道の他端部に設置されている。判定部は、音圧の相違に基づいて、音源が存在する方向を判定する。音圧の相違は、第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、第２マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第２音圧との相違である。
【００６３】
本実施形態では、上記構成により、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【００６４】
また、本実施形態では、第１平坦面と第２平坦面とは直交し、第１平坦面の面積は所定値以下であり、第２平坦面の面積は所定値より大きい。第１音道は、第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、第２音道は、第２開口部に音を回折する第３回折部を有する。
【００６５】
本実施形態では、上記構成により、音道の開口部を備える平坦面の面積が音を十分に反射することが可能な所定値以下である場合でも、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【００６６】
なお、本実施形態では、筐体の上面の面積が所定値以下であり、筐体の前面の面積が所定値より大きい場合について例示したが、上面の面積が所定値より大きく、前面の面積が所定値以下であってもよい。この場合、上面に開口部を有する第１音道が屈曲部である回折部を有さず、前面に開口部を有する第２音道が屈曲部である回折部を有する。
【００６７】
なお、音声翻訳装置１４が、音源方向判定装置１０の筐体１８内に含まれている場合について例示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、音声翻訳装置１４は、音源方向判定装置１０の筐体１８の外部に存在し、音源方向判定装置１０と有線接続または無線接続を介して接続されていてもよい。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の一例を説明する。第１実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。
【００６９】
図１２に、図２Ａの切断線３−３に沿った断面図を例示する。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、音源方向判定装置１０Ａの筐体１８Ａの上面の面積は所定値以下であり、音源方向判定装置１０Ａの筐体１８Ａの前面の面積は所定値より大きい。
【００７０】
第２実施形態では、第１音道１１ＡＲは、開口部１１ＡＯに音を回折する第１回折部の一例である回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部１１ＡＫである第２回折部の一例である回折部を有する。また、第２音道１２ＡＲは、第２開口部１２ＡＯに音を回折する第３回折部の一例である回折部を有し、途中に、音を回折する屈曲部１２ＡＫである第４回折部の一例である回折部を有する。
【００７１】
音源方向判定装置１０Ａの筐体１８Ａの前面は、第１実施形態と同様に所定値より大きい面積を有するが、第１実施形態と異なり、第２音道１２ＡＲは、途中に、回折部である屈曲部１２ＡＫを有している。
【００７２】
本実施形態では、上記構成により、回折による所定の周波数成分（例えば、高域成分）の減音を利用して、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【００７３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の一例を説明する。第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。
【００７４】
図１３Ａ〜図１３Ｃに、第３実施形態の音源方向判定装置１０Ｃの外観を例示する。図１３Ａは、第１平坦面の一例である筐体１８Ｃの右側面、図１３Ｂは、第２平坦面の一例である筐体１８Ｃの前面、図１３Ｃは、音源方向判定装置１０Ｃを筐体１８Ｃの前面と右側面とをつなぐ辺を正面から見た図である。図中矢印Ｒは、音源方向判定装置１０Ｃを正面から見た際の右手側を示す。
【００７５】
図１４に、図１３Ａの切断線１４−１４に沿った断面図を例示する。第３実施形態では、第１音道１１ＣＲは、筐体１８Ｃの右側面に開口した第１開口部１１ＣＯを一端部に備え、第２音道１２ＣＲは、筐体１８Ｃの前面に開口した第２開口部１２ＣＯを一端部に備えている。第１マイク１１Ｃが第１音道１１ＣＲの他端部に設置され、第２マイク１２Ｃが第２音道１２ＣＲの他端部に設置されている。
【００７６】
第１実施形態及び第２実施形態と異なり、第１音道１１ＣＲ及び第２音道１２ＣＲは、双方共、途中に、回折部である屈曲部を有していない。第３実施形態では、筐体１８Ｃの前面及び右側面の双方が、音を十分に反射することが可能な所定値より大きい面積を有するためである。第３実施形態では、第１音道１１ＣＲは、第１開口部１１ＣＯに音を回折する第１回折部の一例である回折部を有し、第２音道１２ＣＲは、第２開口部１２ＣＯに音を回折する第２回折部の一例である回折部を有する、
【００７７】
本実施形態では、上記構成により、筐体の平坦面で反射した音を利用して、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【００７８】
なお、第１〜第３実施形態において、音源方向判定装置は、第１平坦面及び第２平坦面の少なくとも一方と交差する第３平坦面をさらに有していてもよい。また、第３平坦面に開口した第３開口部を一端部に備え、第３開口部から音が伝搬する第３音道が筐体の内部に設けられ、無指向性の第３マイクが第３音道の他端部に設置されていてもよい。
【００７９】
第３音道は、第３平坦面の面積が所定値以下である場合、途中に、屈曲部である回折部を有し、第３平坦面の面積が所定値より大きい場合、途中に、屈曲部である回折部を有していてもよいし、有していなくてもよい。この場合、第３平坦面と交差する平坦面に開口部を有する音道の他端部に設置されたマイクで取得された音の所定の周波数成分の音圧と、第３マイクで取得された音の所定の周波数成分の音圧との相違に基づいて、音源が存在する方向を判定する。
【００８０】
なお、本実施形態では、音源方向が判定された音信号は、音源方向によって、音声翻訳装置１４で、第１言語から第２言語または第２言語から第１言語に翻訳される例について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。音声翻訳装置１４は、例えば、第１翻訳部１４Ａまたは第２翻訳部１４Ｂの何れか一方だけを含んでいてもよい。
【００８１】
また、情報処理端末１は、音声翻訳装置１４に代えて、会議支援装置を含んでいてもよい。会議支援装置は、例えば、判定された音源方向及び音信号に基づいて、カメラ、マイク、及び、ディスプレイなどの切り替えを行う。また、情報処理端末１は、音声翻訳装置１４に代えて、ドライブ支援装置を含んでいてもよい。ドライブ支援装置は、判定された音源方向が運転手席側であれば、例えば、音信号に基づいて運転支援を行い、判定された音源方向が助手席側であれば、例えば、音信号に基づいて音楽または動画の再生などの娯楽を提供する。
【００８２】
音源方向判定装置を含む情報処理端末は、音源方向判定のための専用端末であってもよいが、既存の端末に、音源方向判定装置がハードウェア及びソフトウェアによって組み込まれていてもよい。既存の端末は、例えば、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、または、ナビゲーションシステムなどである。また、当該既存の端末に、音源方向判定装置のハードウェアまたはソフトウェアの少なくとも一部分が組み込まれ、音源方向判定装置は、外部装置として当該既存の端末と接続されていてもよい。
【００８３】
なお、図１１におけるフローチャートの処理の順序は一例であり、本実施形態は、当該処理の順序に限定されない。
【００８４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の一例を説明する。第１〜第３実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。
【００８５】
第４実施形態では、音源方向判定装置１０Ｄは、図１の音源方向判定装置１０の判定部１３に代えて、判定部１３’を含む。図１５を使用して、第４実施形態の判定部１３’で行われる音源方向判定処理の概要を例示する。
【００８６】
図１５の判定部１３’は、位相差算出部１３Ｃ’をさらに含む点で、図８の判定部１３と異なる。即ち、第４実施形態では、高域音圧差に加えて、正規化位相差を使用する点で、第４実施形態は、第１実施形態と異なる。
【００８７】
図１６Ａに例示するように、上方からの音ＵＳ１が第１マイク１１Ｄに到達するまでの距離は、上方からの音ＵＳ２が第２マイク１２Ｄに到達するまでの距離よりも短い。参考のために記載した基準線ＲＬ１から第１マイク１１Ｄに、音ＵＳ１が到達するまでの矢印ＵＳＤ１と、基準線ＲＬ１から第２マイク１２Ｄに、音ＵＳ２が到達するまでの矢印ＵＳＤ２と、を比較すると明らかである。
【００８８】
即ち、上方からの音が第１マイク１１Ｄに到達するまでの時間と、上方からの音がマイク１２Ｄに到達するまでの時間と、は異なる。したがって、上方からの音が第１マイク１１Ｄに到達する際の位相と、上方からの音が第２マイク１２Ｄに到達する際の位相と、は異なる。
【００８９】
また、図１６Ｂに例示するように、前方からの音ＦＳ１が第１マイク１１Ｄに到達するまでの距離は、前方からの音ＦＳ２が第２マイク１２Ｄに到達するまでの距離よりも長い。参考のために記載した基準線ＲＬ２から第１マイク１１Ｄに、音ＦＳ１が到達するまでの矢印ＦＳＤ１から明らかである。
【００９０】
即ち、前方からの音が第１マイク１１Ｄに到達するまでの時間と、前方からの音がマイク１２Ｄに到達するまでの時間と、は異なる。したがって、前方からの音が第１マイク１１Ｄに到達する際の位相と、前方からの音が第２マイク１２Ｄに到達する際の位相と、は異なる。第４実施形態では、当該位相差を使用して音源方向を判定する。
【００９１】
図１５の位相差算出部１３Ｃ’は、第１マイク１１Ｄで取得された音の位相である第１位相と、第２マイク１２Ｄで取得された音の位相である第２位相との相違を算出する。詳細には、位相差算出部１３Ｃ’は、位相の相違の一例である正規化位相差a_phaseを（７）式で算出する。
【数４】
2019087986.tif 000006
【００９２】
正規化位相差a_phaseは、ｊ番目の周波数帯域の位相差phase[j]を正規化係数C_n[j]で正規化した値の平均値である。ｊ＝ｓｓ，…，ｅｅであり、ｓｓは正規化位相差算出の下限周波数帯域数であり、ｅｅは正規化位相差算出の上限周波数帯域数であり、ｓｓ及びｅｅは、上記したｂｉｎに含まれる数値（ｂｉｎ＝０，…，ｓｓ，…，ｅｅ，…，Ｆ−１）である。
【００９３】
位相差phase[j]は、（８）式で算出される。
phase[j]=atan(phase_re[j]/phase_im[j])    …(8)
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im[j]であり、phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]であり、ａｔａｎはアークタンジェントを表す。
【００９４】
また、正規化係数C_n[j]は、（９）式で算出される。
C_n[j]=λ[j]/λ_c    …(9)
λ［ｊ］＝Ｃ／ｆ_ｊであり、λ［ｊ］は周波数帯域数ｊに対応する波長であり、Ｃは音速であり、ｆ_ｊは周波数帯域数jに対応する周波数であり、λ_ｃは基準周波数の音の波長である。基準周波数は、例えば、サンプリング周波数が１６[ｋＨｚ]である場合、上限周波数である８[ｋＨｚ]であってよい。
【００９５】
正規化位相差算出の上限周波数帯域数ｅｅに対応する周波数は、例えば、Ｃ／２Ｌであってよい。Ｌは、第１マイク１１と第２マイク１２との間の距離である。正規化位相差算出の下限周波数帯域数ｓｓに対応する周波数は、例えば、１００Ｈzであってよい。
【００９６】
なお、正規化位相差算出の上限周波数帯域数ｅｅ及び下限周波数帯域数ｓｓは雑音の影響が大きくならず、位相変化の適切な検出が可能な程度に設定してもよい。音は、周波数が高くなるとパワーが小さくなるため、周波数が高くなると信号対雑音比が低下し、雑音の影響が大きくなる。また、雑音の影響が大きくならないよう、低い周波数に設定すると、低い周波数の音は波長が長いため、高い周波数の音より位相変化が遅く、短時間での位相変化の適切な検出が困難となる。
【００９７】
上記（７）式で算出される正規化位相差a_phaseは、音源が上方に存在する場合、即ち、第１マイク１１Ｄが第２マイク１２Ｄよりも音源に近い場合正の値となる。一方、音源が前方に存在する場合、即ち、第１マイク１１Ｄが第２マイク１２Ｄよりも音源から遠い場合負の値となる。なお、正規化位相差の符号は、第１マイク１１Ｄ及び第２マイク１２Ｄの何れを基準とするかにより異なる。また、正規化位相差を求める手法は、上記（７）式に限定されない。
【００９８】
次に、音源方向判定装置１０Ｄの作用の概略について説明する。音源方向判定装置１０Ｄの作用の概略を図１７Ａに例示する。図１１と図１７Ａとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ａでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４、１０４Ｂ、及び１０６と置き替えられている点である。
【００９９】
即ち、図１７Ａでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０３で、上記したように高域音圧差を算出し、ステップ１０３Ｂで、（７）式を使用して、正規化位相差a_phaseを算出する。ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、高域音圧差が正の第１閾値より大きいか否か判定し、ステップ１０４の判定が肯定された場合、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３の閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、音源が上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。
【０１００】
ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が正の第１閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差が負の第２閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、または、ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値以下である場合、音源が前方に存在すると判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０７に進む。
【０１０１】
ステップ１０６の判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が負の第２閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定して、ＣＰＵ５１は、ステップ１０８に進む。正の第３閾値は、例えば、３．０［ｒａｄ］であってよい。
【０１０２】
なお、本実施形態は、図１７Ａのステップ１０４、１０４Ｂ、及び１０６で、音源方向を判定することに限定されない。図１７Ｂ〜図１７Ｆに例示するように、高域音圧差の判定と正規化位相差の判定とを組み合わせることで、音源方向を判定してもよいし、図１７Ｇに例示するように、正規化位相差の判定で、音源方向を判定してもよい。
【０１０３】
図１１と図１７Ｂとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｂでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４、１０４Ｂ、１０６、及び１０６Ｂと置き替えられている点である。
【０１０４】
即ち、図１７Ｂでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、高域音圧差が正の第１閾値より大きいか否か判定し、ステップ１０４の判定が肯定された場合、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３の閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、音源が上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。
【０１０５】
ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が正の第１閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差が負の第２閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、または、ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１０６】
ステップ１０６またはステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が負の第２閾値以上である場合、または、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定して、ステップ１０８に進む。
【０１０７】
図１１と図１７Ｃとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｃでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４、１０６、及び１０６Ｂと置き替えられている点である。
【０１０８】
即ち、図１７Ｃでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、高域音圧差が正の第１閾値より大きいか否か判定し、ステップ１０４の判定が肯定された場合、音源が上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。
【０１０９】
ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が正の第１閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差が負の第２閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１１０】
ステップ１０６またはステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、即ち、高域音圧差が負の第２閾値以上である場合、または、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定して、ステップ１０８に進む。
【０１１１】
図１１と図１７Ｄとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｄでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０４、及び１０６Ｂと置き替えられている点である。
【０１１２】
即ち、図１７Ｄでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値より大きい場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、高域音圧差が正の第１閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４の判定が肯定された場合、音源が上方に存在すると判定し、ＣＰＵ５１はステップ１０５に進む。
【０１１３】
ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、または、ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、または、高域音圧差が正の第１閾値以下である場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１１４】
ステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定して、ステップ１０８に進む。
【０１１５】
図１１と図１７Ｅとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｅでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０４、１０６Ｂ、及び１０６と置き替えられている点である。
【０１１６】
即ち、図１７Ｅでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値より大きい場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で、高域音圧差が正の第１閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４の判定が肯定された場合、音源が上方に存在すると判定し、ＣＰＵ５１はステップ１０５に進む。
【０１１７】
ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、または、ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値より小さい場合、または、高域音圧差が正の第１閾値以下である場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差が負の第２閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、即ち、高域音圧差が負の第２閾値より小さい場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１１８】
ステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、または、ステップ１０６の判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、または、高域音圧差が負の第２閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定する。音源方向の判定は不可であると判定すると、ＣＰＵ５１はステップ１０８に進む。
【０１１９】
図１１と図１７Ｆとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｆでは、ステップ１０３、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０６Ｂ、及び１０６と置き替えられている点である。
【０１２０】
即ち、図１７Ｆでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値より大きい場合、音源が上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。
【０１２１】
ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値より小さい場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６で、高域音圧差が負の第２閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６の判定が肯定された場合、即ち、高域音圧差が負の第２閾値より小さい場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１２２】
ステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、または、ステップ１０６の判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、または、高域音圧差が負の第２閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定する。音源方向の判定は不可であると判定した場合、ＣＰＵ５１は、ステップ１０８に進む。
【０１２３】
図１１と図１７Ｇとの差異は、図１１のステップ１０３、１０４及び１０６が、図１７Ｇでは、ステップ１０３Ｂ、１０４Ｂ、及び１０６Ｂと置き替えられている点である。
【０１２４】
即ち、図２１Ｇでは、ＣＰＵ５１は、ステップ１０３Ｂで、正規化位相差を算出する。ＣＰＵ５１は、ステップ１０４Ｂで、正規化位相差が正の第３閾値より大きいか否か判定する。ステップ１０４Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値より大きい場合、音源が上方に存在すると判定し、ステップ１０５に進む。
【０１２５】
ステップ１０４Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が正の第３閾値以下である場合、音源が上方に存在しないと判定し、ＣＰＵ５１は、ステップ１０６Ｂで、正規化位相差が負の第４閾値より小さいか否か判定する。ステップ１０６Ｂの判定が肯定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値より小さい場合、音源が前方に存在すると判定し、ステップ１０７に進む。
【０１２６】
ステップ１０６Ｂの判定が否定された場合、即ち、正規化位相差が負の第４閾値以上である場合、音源方向の判定は不可であると判定して、ステップ１０８に進む。なお、図１７Ａ〜図１７Ｇにおけるフローチャートの処理の順序は一例であり、本実施形態は、当該処理の順序に限定されない。
【０１２７】
なお、第４実施形態では、第１音道１１ＤＲが屈曲部１１ＤＫを有することで、第１マイク１１Ｄと第２マイク１２Ｄとの間の距離を、音道が屈曲部を有していない場合よりも長くすることができる。これにより、所定の周波数の音の波長に対する音の移動距離の差を長くすることができ、位相差の変動の検出が容易になる。
【０１２８】
なお、第１音道１１ＤＲが屈曲部１１ＤＫを有する例を図１６Ａ及び図１６Ｂに示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態は、第２実施形態のように、２つの音道の各々が何れも屈曲部を有する場合、第３実施形態のように、２つの音道の各々が何れも屈曲部を含まない場合でも適用可能である。
【０１２９】
本実施形態の音源方向判定装置は、マイク設置部と、第１マイクロフォンと、第２マイクロフォンと、を含む。マイク設置部は、第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられている。第１マイクロフォンは第１音道の他端部に設置された無指向性のマイクロフォンであり、第２マイクロフォンは第２音道の他端部に設置された無指向性のマイクロフォンである。
【０１３０】
本実施形態の音源方向判定装置の判定部は、第１音圧と第２音圧との音圧の相違、及び、第１位相と第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する。第１音圧は、第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧であり、第２音圧は、第２マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である。第１位相は、第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相であり、第２位相は、第２マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である。
【０１３１】
本実施形態では、これにより、音圧の相違だけで音源方向の判定が困難な場合であっても、音源方向の判定を適切に判定することが可能となる。
【０１３２】
（第４実施形態の説明）
図２２Ａに、音源方向判定装置１０Ｄの背面に空隙が存在する場合、即ち、例えば、音源方向判定装置１０Ｄを装着したユーザの衣服などの物体ＢＯと音源方向判定装置１０Ｄの背面との間に空隙が存在する場合を例示する。音源が前方に存在する場合、第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧は第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧より小さい。第１マイク１１Ｄの音圧は回折により減衰しており、また、第１開口１１ＤＯで回折しない音は、空隙の入り口で回折し空隙を通るため、第１マイク１１Ｄには到達しないからである。
【０１３３】
図２２Ｂに、音源方向判定装置１０Ｄの背面に空隙が存在しない場合、即ち、例えば、音源方向判定装置１０Ｄを装着したユーザの衣服などの物体ＢＯと音源方向判定装置１０Ｄの背面との間に空隙が存在しない場合を例示する。音源が前方に存在する場合、第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧は第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧より大きい。音源が前方に存在する場合、第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧は第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧より小さい場合であっても、音源方向を判定するのが困難な程度に、第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧と第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧とが近い。図２２Ａでは空隙を通る音が、図２２Ｂでは、第１開口１１ＤＯで回折し、第１マイク１１Ｄに到達するためである。
【０１３４】
図２３Ａに、第１マイク１１Ｄと第２マイク１２Ｄとの高域音圧差を例示する。左から１番目のブロックＵＧＮは、音源が上方に存在し、空隙が存在しない場合の第１音圧差を示す。左から２番目のブロックＵＧは、音源が上方に存在し、空隙が存在する場合の第２音圧差を示す。空隙を通る音が存在するため、第２音圧差は第１音圧差よりも小さい。
【０１３５】
左から４番目のブロックＦＧは、音源が前方に存在し、空隙が存在する場合の第４音圧差を示す。第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧は第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧よりも大きくなるため、第４音圧差は負の値となる。
【０１３６】
一方、左から３番目のブロックＦＧＮは、音源が前方に存在し、空隙が存在しない場合の第３音圧差を示す。空隙が存在しないため、空隙が存在する場合には空隙を通る音も第１マイク１１Ｄに到達するため、第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧が第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧よりも大きくなり、正の値となる。第１マイク１１Ｄが取得する音の音圧が第２マイク１２Ｄが取得する音の音圧よりも小さい場合であっても、第１マイクが取得する音の音圧と第２マイクが取得する音の音圧とが近く、音源方向を判定するのが困難な程度に、音圧差は小さくなる。第１音圧差は、例えば、４．８［ｄＢ］であり、第２音圧差は、例えば、１．８［ｄＢ］であり、第３音圧差は、例えば、１．２［ｄＢ］であり、第４音圧差は、例えば、−０．９［ｄＢ］である。
【０１３７】
したがって、音源方向判定装置１０Ｄの背面に空隙が存在しないと、高域音圧差で音源方向を判定することが困難な場合がある。即ち、音源方向を判定する適切な閾値の設定が困難な場合がある。例えば、音源が上方に存在するか否か判定する正の第１閾値の値を大きく設定すると、ブロックＵＧで表される音源が上方に存在する場合の高域音圧差を音源が前方に存在する高域音圧差であると判断する虞が生じる。一方、正の第１閾値の値を小さく設定すると、ブロックＦＧＮで表される音源が前方に存在する場合の高域音圧差を音源が上方に存在する高域音圧差であると判定する虞が生じる。
【０１３８】
図２３Ｂに、第１マイク１１Ｄが取得する音の位相と第２マイク１２Ｄが取得する音の位相との正規化位相差を例示する。左から１番目のブロックＵＧは、音源が上方に存在し、空隙が存在しない場合の第１位相差を示す。左から２番目のブロックＵＧＮは、音源が上方に存在し、空隙が存在する場合の第２位相差を示す。
【０１３９】
左から３番目のブロックＦＧは、音源が前方に存在し、空隙が存在する場合の第３位相差を示す。左から４番目のブロックＦＧＮは、音源が前方に存在し、空隙が存在しない場合の位相差を示す。即ち、音源方向判定装置１０の背面の空隙の有無に拘わらず、音源が上方に存在する場合、位相差は正の値を示す。また、音源が前方に存在する場合、位相差は負の値を示す。第１位相差は、例えば、６．１［ｒａｄ］であり、第２位相差は、例えば、６．０［ｒａｄ］であり、第３位相差は、例えば、−２．５［ｒａｄ］であり、第４位相差は、例えば、−１．４［ｒａｄ］である。したがって、音源方向判定装置１０の背面に空隙が存在するか否かに拘わらず、音源方向を判定する適切な閾値の設定が比較的容易となる。
【０１４０】
音源が音源方向判定装置１０Ｄの上方に存在する場合、第２マイク１２Ｄに到達するより前に第１マイク１１Ｄに音が到達する。また、音源が音源方向判定装置１０Ｄの前方に存在する場合、第１マイク１１Ｄに到達するより前に第２マイク１２Ｄに音が到達する。したがって、音源方向の判定に位相差を使用することができる。また、位相差は絶対音圧の影響をあまり受けないため、音源判定装置１０Ｄの背面の空隙の有無によって絶対音圧が変動しても、適切な位相差を取得することが可能である。
【０１４１】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の一例を説明する。第１〜第４実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。第５実施形態では、音源方向判定の閾値を、ユーザ及び対話相手の発話した音に対応する音信号に基づいて調整する。
【０１４２】
図２４は、図１の音源方向判定装置１０の判定部１３に代えて、判定部１３”で行われる第５実施形態の音源方向判定処理の概要を例示する。時間周波数変換部８５Ａ１は、第１マイク１１で取得された音に対応する音信号を時間周波数変換し、時間周波数変換部８５Ａ２は、第２マイク１２で取得された音に対応する音信号を時間周波数変換する。
【０１４３】
発話区間検出部８５Ｂ１は、第１マイク１１で取得された音に対応する音信号の発話区間を検出し、発話区間検出部８５Ｂ２は、第２マイク１２で取得された音に対応する音信号の発話区間を検出する。発話区間の検出には、既存の手法を適用することができる。
【０１４４】
位相算出部８５Ｃ１は、検出された発話区間の音信号を使用して、第１マイク１１で取得された音に対応する音信号の位相を算出する。位相算出部８５Ｃ２は、検出された発話区間の音信号を使用して、第２マイク１２で取得された音に対応する音信号の位相を算出する。平均位相差算出部８５Ｄは、算出された位相を使用して位相差を算出し、発話区間の位相差の平均値である位相差平均値を算出する。
【０１４５】
過去発話位相差記憶部８５Ｅは、算出した位相差平均値を、将来の過去発話位相差として使用するために記憶する。位相差比較部８５Ｆは、位相差平均値と、以前に記憶した過去発話位相差と、を比較する。
【０１４６】
位相差平均値と、過去発話位相差と、に第３所定値の一例である所定値を超える差がある場合、閾値調整部８５Ｇは音源方向を判定する閾値を調整する。差は、位相差平均値から過去発話位相差を減算した値の絶対値である。
【０１４７】
例えば、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面を、垂直方向に対して複数の異なる角度で傾斜させ、ユーザの音声の位相差平均値と、対話相手の音声の位相差平均値と、の差を各々の角度で取得する。取得した複数個の差の絶対値の内、最小値を第３所定値として使用することができる。第３所定値は、例えば、４．１［ｒａｄ］であってよい。第３所定値を超える過去発話位相差が存在しない場合、閾値を調整しない。
【０１４８】
所定値を超える差がある過去発話位相差が複数存在する場合、直近の過去発話位相差を使用して、閾値調整部８５Ｇは、音源方向を判定する閾値を調整する。詳細には、例えば、現在の発話区間の位相差平均値と、過去発話位相差と、の平均値（即ち、中間の値）を音源方向判定の閾値に設定する。音源方向判定部８５Ｈは、調整した閾値を使用して音源方向を判定し、判定結果を出力する。
【０１４９】
図２５を使用して、音源方向を判定する閾値の調整について説明する。図２５の縦軸は、位相差［ｒａｄ］を表し、横軸は時間、即ち、フレーム番号を表す。破線８６Ｐは、フレーム毎の、第１マイク１１で取得した音に対応する音信号と、第２マイク１２で取得した音に対応する音信号と、の位相差を表す。
【０１５０】
上記したように、以前の発話区間である発話区間８６Ｈ１の位相差平均値が、例えば、二次記憶部５３のデータ格納領域５３Ｂに、過去発話位相差として記憶されている。現在の発話区間である発話区間８６Ｈ２の位相差平均値と発話区間８６Ｈ１に対応する過去発話位相差とには所定値を超える差８６Ｄがある。
【０１５１】
閾値調整部８５Ｆは、例えば、発話区間８６Ｈ１に対応する過去発話位相差と、発話区間８６Ｈ２の位相差平均値との平均値を閾値８６Ｔとして設定する。設定された閾値は、発話区間８６Ｈ２の音信号の音源方向を判定するために使用される。
【０１５２】
音源方向判定装置１０は、図２６Ａに例示するように、筐体１８の前面が垂直方向に略平行となるようにユーザに装着されることが想定されている。図２４Ａでは、所定の位相差閾値８１Ｔを境界として、領域８１Ｕの音声の音源方向は上方、即ち、ユーザの発話であると判定され、領域８１Ｆの音声の音源方向は前方、即ち、対話相手の発話であると判定される。
【０１５３】
しかしながら、音源方向判定装置１０の装着者であるユーザの体型または、装着方法などにより、音源方向判定装置１０が、図２６Ｂに例示するように傾斜する場合がある。例えば、ユーザが女性である場合、胸の傾きの影響により、図２６Ｂに例示するように、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面が斜め上方に向くように、傾斜する。この場合、位相差閾値８２Ｔで例示するように、判定の境界も共に傾斜、即ち、回転する。
【０１５４】
図２６Ｂでは、位相差閾値８２Ｔを境界として、領域８２Ｕの音声の音源方向は上方、即ち、装着者であるユーザの発話であると判定され、領域８２Ｆの音声の音源方向は前方、即ち、対話相手の発話であると判定される。したがって、矢印８２Ｖで例示されるユーザの発話が対話相手の発話であると判断される虞がある。
【０１５５】
図２７Ａに、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面が垂直方向に略平行である場合を例示し、図２７Ｂに、筐体１８の前面が斜め上方に向くように傾斜している場合を例示する。図２７Ａに例示する位相差８３Ｄと、図２７Ｂに例示する位相差８４Ｄと、は略等しい。位相差８３Ｄは、対話相手の音声の上面への到達を示す矢印８３Ｆ１と前面への到達を示す矢印８３Ｆ２との位相差を表す。位相差８４Ｄは、ユーザの音声の上面への到達を示す矢印８４Ｕ１と前面への到達を示す矢印８４Ｕ２との位相差を表す。
【０１５６】
図２８に、図２７Ａの位相差８３Ｄに対応する位相差９１Ａ及び図２７Ｂの位相差８４Ｄに対応する位相差９１Ｂを例示する。位相差閾値９１Ｔでは、位相差９１Ａと位相差９１Ｂとを区別することは困難であるし、閾値を調整したとしても、位相差９１Ａと位相差９１Ｂとを区別することは困難である。
【０１５７】
一方、装着者であるユーザの音声と対話相手の音声との位相差には、音源方向判定装置１０が傾斜したとしても、同じ傾斜であれば、所定値を超える相違が存在する。したがって、ユーザの発話と対話相手の発話とに基づいて、位相差閾値を調整することで、音源方向判定装置１０が傾斜していたとしても、音源方向を適切に判定することができる。
【０１５８】
図２９Ａに、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面が垂直方向に略平行である場合のユーザの音声の位相差９２Ａと、対話相手の音声の位相差９２Ｂと、を例示する。位相差閾値９２Ｔを、位相差９２Ａと位相差９２Ｂとの平均値に調整することで、位相差９２Ａと位相差９２Ｂと、を区別することができる。即ち、音源方向を適切に判定することができる。
【０１５９】
図２９Ｂに、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面が斜め上方を向くように傾斜する場合のユーザの音声の位相差９３Ａと、対話相手の音声の位相差９３Ｂと、を例示する。位相差閾値９３Ｔを、位相差９３Ａと位相差９３Ｂとの平均値に調整することで、位相差９３Ａと位相差９３Ｂと、を区別することができる。即ち、音源方向を適切に判定することができる。
【０１６０】
図３０Ａは、音源判定処理の流れの一例を示す。ＣＰＵ５１は、ステップ２０１で、変数ＮＰに０を設定する。変数ＮＰは、発話区間の正規化位相差を合計するための変数である。
【０１６１】
ＣＰＵ５１は、ステップ２０２で、第１マイク１１及び第２マイク１２で取得された音に対応する音信号を１フレーム分読み込み、ステップ２０３で、時間周波数変換する。ＣＰＵ５１は、ステップ２０４で、発話区間が開始されたか否か判定する。
【０１６２】
ステップ２０４の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２０２に戻る。ステップ２０４の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２０５で、正規化位相差を算出し、ステップ２０６で、変数ＮＰに正規化位相差を加算する。
【０１６３】
ＣＰＵ５１は、ステップ２０７で、第１マイク１１及び第２マイク１２で取得された音に対応する音信号を１フレーム分読み込み、ステップ２０８で、時間周波数変換する。ＣＰＵ５１は、ステップ２０９で、発話区間が終了されたか否か判定する。
【０１６４】
ステップ２０９の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２０５に戻る。ステップ２０９の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２１０で、変数ＮＰの値をステップ２０７で読み込まれた音信号のフレーム数で割ることで、位相差平均値の一例である平均正規化位相差を算出する。ＣＰＵ５１は、ステップ２１１で、将来使用するために、算出した平均正規化位相差を過去発話位相差として、例えば、二次記憶部５３のデータ格納領域５３Ｂに、記憶する。
【０１６５】
ＣＰＵ５１は、ステップ２１２で、以前の処理で記憶されている過去発話位相差と平均正規化位相差とを比較する。ステップ２１２の判定が肯定された場合、過去発話位相差と平均正規化位相差とに所定値を超える差がある場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２１３で、閾値を調整し、ステップ２１４に進む。詳細には、ＣＰＵ５１は、ステップ２１３で、過去発話位相差と平均正規化位相差との平均値を、第６閾値の一例である閾値として設定することで閾値を調整する。
【０１６６】
ステップ２１２の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、閾値を調整せず、ステップ２１４に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ２１４で、ステップ２０７で読み込まれた音信号の音源方向が上方であるか否か判定する。詳細には、平均正規化位相差が閾値を超えるか否か判定する。
【０１６７】
ステップ２１４の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２１５で、ステップ２０７で読み込まれた音信号を第１言語に翻訳するように設定する。ステップ２１４の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２１６で、ステップ２０７で読み込まれた音信号の音源方向が前方であるか否か判定する。詳細には、平均正規化位相差が閾値以下であるか否か判定する。
【０１６８】
ステップ２１６の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２１７で、ステップ２０７で読み込まれた音信号を第２言語に翻訳するように設定する。ＣＰＵ５１は、ステップ２１８で、ユーザが、例えば、所定のボタンを押下するなど、音源方向判定処理を終了するように指示する操作が行われたか否かを判定する。
【０１６９】
ステップ２１８の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２０１に戻り、ステップ２１８の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、音源方向判定処理を終了する。
【０１７０】
図３０Ｂは、音源方向判定処理の流れの一例を示す。図３０Ｂの音源方向判定処理は、ユーザの音声と対話相手の音声との音圧差に基づいて、閾値を調整する。
【０１７１】
ＣＰＵ５１は、ステップ２３１で、高域音圧差の合計を算出するための変数ＨＶに０を設定する。ステップ２３２〜ステップ２３４は、図３０Ａのステップ２０２〜２０４と同様である。
【０１７２】
ＣＰＵ５１は、ステップ２３５で、高域音圧差を算出し、ステップ２３６で算出した高域音圧差を変数ＨＶの値に加算する。ステップ２３７〜２３９は、図３０Ａのステップ２０７〜２０９と同様である。
【０１７３】
ＣＰＵ５１は、ステップ２４０で、変数ＨＶの値をステップ２３７で読み込まれた音信号のフレーム数で割ることで、音圧差平均値の一例である平均高域音圧差を算出する。ＣＰＵ５１は、ステップ２４１で、将来使用するために、算出した平均高域音圧差を過去発話音圧差として、例えば、二次記憶部５３のデータ格納領域５３Ｂに、記憶する。
【０１７４】
ＣＰＵ５１は、以前の処理で記憶されている過去発話音圧差と平均高域音圧差とを比較する。ステップ２４２の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２４３で、過去発話音圧差と平均高域音圧差との平均値を第５閾値の一例である閾値として設定することで閾値を調整し、ステップ２４４に進む。ステップ２４２の判定は、過去発話音圧差と平均高域音圧差とに第２所定値の一例である所定値を超える差がある場合、肯定される。
【０１７５】
例えば、音源方向判定装置１０の筐体１８の前面を、垂直方向に対して複数の異なる角度で傾斜させ、ユーザの音声の音圧差平均値と、対話相手の音声の音圧差平均値と、の差を各々の角度で取得する。取得した複数個の差の絶対値の内、最小値を第２所定値として使用することができる。第２所定値は、例えば、３．０［ｄＢ］であってよい。第２所定値を超える過去発話音圧差が存在しない場合、閾値を調整しない。
【０１７６】
ステップ２４２の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、閾値を調整せず、ステップ２４４に進む。ＣＰＵ５１は、ステップ２４４で、ステップ２３７で読み込まれた音信号の音源方向が上方であるか否か判定する。詳細には、平均高域音圧差が閾値を超えるか否か判定する。
【０１７７】
ステップ２４４の判定が肯定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２４５で、ステップ２３７で読み込まれた音信号を第１言語に翻訳するように設定する。ステップ２４４の判定が否定された場合、ＣＰＵ５１は、ステップ２４６で、ステップ２０７で読み込まれた音信号の音源方向が前方であるか否か判定する。詳細には、平均高域音圧差が閾値以下であるか否か判定する。ステップ２４８は、図３０Ａのステップ２１８と同様である。
【０１７８】
図３０Ａは、第４実施形態の図１７Ｇの音源方向判定処理に第５実施形態を適用した例であり、図３０Ｂは、第３実施形態の図１１の音源方向判定処理に第５実施形態を適用した例である。しかしながら、第５実施形態は、第４実施形態の図１７Ａ〜１７Ｆの音源方向判定処理に適用されてもよい。即ち、音圧差を判定する閾値と位相差を判定する閾値との双方を調整するようにしてもよい。
【０１７９】
なお、位相差平均値との差が所定値を超える過去発話位相差が複数存在する場合、直近の過去発話位相差を使用してもよいし、所定時間内の過去発話位相差のうち差が最大となる過去発話位相差を使用してもよい。また、所定時間内の過去発話位相差の平均値を使用してもよい。
【０１８０】
音圧差平均値との差が所定値を超える過去発話音圧差が複数存在する場合、直近の過去発話音圧差を使用してもよいし、所定時間内の過去発話音圧差のうち差が最大となる過去発話音圧差を使用してもよい。また、所定時間内の過去発話音圧差の平均値を使用してもよい。
【０１８１】
なお、発話区間の複数フレームの位相差平均値または音圧差平均値を算出する例について説明したが、発話区間の一部分の複数フレームの位相差平均値及び音圧差平均値を算出するようにしてもよい。また、発話区間が長時間に及ぶ場合、発話区間を複数に分け、複数に分けた部分区間毎に位相差平均値の算出または音圧差平均値の算出を行うようにしてもよい。
【０１８２】
ユーザと対話相手の対話中に、自然に、音源方向を判定する閾値を調整する例について説明したが、対話の冒頭で、ユーザと対話相手とが交互に所定時間長を超えるフレーズを発話し、当該発話の音声を使用して、閾値を調整するようにしてもよい。フレーズは、例えば、既定の挨拶（例えば、「こんにちは」など）であってよい。
【０１８３】
なお、上記の例では、図３０Ａのステップ２１６は、省略可能であるが、例えば、ステップ２１４で音源方向を判定する閾値とステップ２１６で音源方向を判定する閾値とが異なる値となるようにしてもよい。詳細には、例えば、ステップ２１６で使用する閾値をステップ２１４で使用する閾値よりも所定量低減してもよい。
【０１８４】
これにより、音源方向の判定が困難な、即ち、何れの音源方向からの音声であるとも判定し得る音声を誤判定する虞を低減することができる。図３０Ｂのステップ２４６についても同様である。また、ステップ２１４またはステップ２４４で使用する閾値を所定量増大してもよい。
【０１８５】
なお、音信号の信号対雑音比を算出し、信号対雑音比が第４所定値の一例である所定値より小さい場合、音源方向を判定する閾値を、第５所定値の一例である所定値分下げるようにしてもよい。信号対雑音比が小さい程、音源方向による位相差及び音圧差の差異が小さくなる傾向があるためである。
【０１８６】
第４所定値は、例えば、定常雑音比であってよいし、第５所定値は、音圧差平均値を区別する閾値の場合、例えば、０．５［ｄＢ］であってよいし、位相差平均値を区別する閾値の場合、例えば、０．５［ｒａｄ］であってよい。定常雑音比は、既存の方法で算出することができる。
【０１８７】
なお、図２Ａ及び図２Ｂに例示する音源方向判定装置１０に適用する例について説明したが、本実施形態は、図１３Ａ〜図１３Ｃに例示する音源方向判定装置１０Ｃに適用されてもよい。本実施形態によれば、ユーザが、筐体１８Ｃの右側面及び前面に対向する位置からずれた位置に存在して発話する場合であっても、音源方向、即ち、発話者を適切に判定することができる。
【０１８８】
なお、図３０Ａ及び３０Ｂにおけるフローチャートの処理の順序は一例であり、本実施形態は、当該処理の順序に限定されない。
【０１８９】
本実施形態では、ユーザの音声と対話相手の音声とに基づいて、音源方向を判定する閾値を調整することで、音源判定装置が傾斜した場合であっても、音源方向を適切に判定することができる。
【０１９０】
（関連技術）
次に、関連技術について説明する。関連技術では、図１８に例示するように、指向性マイク１１Ｘの指向１１ＸＯＲ及び指向性マイク１２Ｘの指向１２ＸＯＲを交差させるように、２つの指向性マイクを配置する。例えば、指向１１ＸＯＲを上方に向け、指向１２ＸＯＲを前方に向ける。
【０１９１】
この構成により、指向性マイク１１Ｘ及び指向性マイク１２Ｘが取得した音の音圧差を使用して、音源の方向を判定することが可能である。即ち、指向性マイク１１Ｘで取得した音の音圧が指向性マイク１２Ｘで取得した音の音圧より大きい場合、音源は上方に存在し、指向性マイク１２Ｘで取得した音の音圧が指向性マイク１１Ｘで取得した音の音圧より大きい場合、音源は前方に存在する。
【０１９２】
しかしながら、指向性マイクは、図１９に例示するように、無指向性マイクよりも大きいため、指向性マイクを使用した場合、音源方向判定装置を小型化することが困難である。図１９の例では、指向性マイクの体積は２２６［立方ｍｍ］であり、無指向性マイクの体積は１１［立方ｍｍ］である。即ち、指向性マイクの体積は、無指向性マイクの体積の約２０倍である。また、指向性マイクは無指向性マイクよりも高価であるため、指向性マイクを使用した場合音源方向判定装置の価格を低減することも困難となる。
【０１９３】
しかしながら、図１８に例示した音源方向判定装置の指向性マイクを単に無指向性マイクで置き替えることで、音源方向を精度よく判定することが可能な音源方向判定装置を実現することは困難である。図２０Ａに例示するように、無指向性マイク１１Ｙが音を取得することができる範囲１１ＹＯＲと、無指向性マイク１２Ｙが音を取得することができる範囲１２ＹＯＲと、はほぼ重複する。したがって、無指向性マイク１１Ｙ及び１２Ｙが取得した音の音圧差に、音源方向を精度よく判定することができる程度の有意な差が生じないためである。
【０１９４】
図２０Ｂに、筐体１８Ｙの上面に第１マイク１１Ｙを設置し、前面に第２マイク１２Ｙを設置した、第１実施形態と同様に、前後方向の幅が１［ｃｍ］程度であり、前面が名刺程度の大きさである、関連技術の音源方向判定装置１０Ｙを例示する。第１マイク１１Ｙ及び第２マイク１２Ｙは、無指向性マイクである。関連技術の音源方向判定装置１０Ｙの音圧差と第１実施形態の音源方向判定装置１０の音圧差とを図２１に例示する。音源が音源方向判定装置の上方にある場合、第１マイクで取得する音の音圧と第２マイクで取得する音の音圧との音圧差は、関連技術では、２．９［ｄＢ］であり、第１実施形態では、７．２［ｄＢ］である。
【０１９５】
音源が音源方向判定装置の前方にある場合、第１マイクで取得する音の音圧と第２マイクで取得する音の音圧との音圧差は、関連技術では、−２．９［ｄＢ］であり、第１実施形態では、−４．２［ｄＢ］である。即ち、音源が音源方向判定装置の上方にある場合、第１実施形態で算出される音圧差は、関連技術より４．３［ｄＢ］大きく、音源が音源方向判定装置の前方にある場合、第１実施形態で算出される音圧差は、関連技術より１．３［ｄＢ］小さい。
【０１９６】
したがって、本実施形態では図１１のステップ１０４及びステップ１０６の判定で、誤った判定結果を得る可能性が低減するため、本実施形態によれば、無指向性マイクロフォンを使用した音源方向判定の精度を向上させることを可能とする。
【０１９７】
以上の各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１９８】
（付記１）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、判定部と、
を含む、
音源方向判定装置。
（付記２）
前記第１周波数成分は高域成分である、
付記１の音源方向判定装置。
（付記３）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記４）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第４回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記５）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面及び前記第２平坦面の面積は第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第２回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記６）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１〜付記５の何れかの音源方向判定装置。
（付記７）
前記音圧差の平均値が負の第２閾値よりも小さい場合、及び、前記位相差の平均値が負の第４閾値よりも小さい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記６の音源方向判定装置。
（付記８）
前記対象周波数帯域の位相差の平均値a_phaseは、以下の（１０）式で表される、付記６または付記７の音源方向判定装置。
【数５】
2019087986.tif 000007
…（１０）
但し、
phase[j]=atan(phase_re[j]/phase_im[j])、
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im[j]、
phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]、
C_n[j]=λ[j]/λ_cであり、
ｊは周波数帯域数であり、
re1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの実部であり、
re2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの実部であり、
im1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの虚部であり、
im2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの虚部であり、
λ[j]は、j番目の周波数帯域の音の波長であり、
λ_cは、基準周波数の音の波長であり、
ｅｅは、前記対象周波数帯域の上限であり、
ｓｓは、前記対象周波数帯域の下限である。
（付記９）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１〜付記５の何れかの音源方向判定装置。
（付記１０）
前記音圧差平均値が前記第５閾値以下の場合、及び、前記位相差平均値が前記第６閾値以下の場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記９の音源方向判定装置。
（付記１１）
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値は、前記音圧差の第１発話区間の平均値である第１平均値と、前記音圧差の第２発話区間の平均値である第２平均値と、の平均値であり、前記第１平均値と前記第２平均値との相違は、第２所定値を超え、
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値は、前記位相差の第３発話区間の平均値である第３平均値と、前記位相差の第４発話区間の平均値である第４平均値と、の平均値であり、前記第３平均値と前記第４平均値との相違は、第３所定値を超える、
付記９または付記１０の音源方向判定装置。
（付記１２）
前記音に対応する信号の信号対雑音比が第４所定値より小さい場合、前記第５閾値及び前記第６閾値を第５所定値分低減する、
付記９〜付記１１の何れかの音源方向判定装置。
（付記１３）
前記音源が前記第１平坦面と対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第１言語に翻訳し、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第２言語に翻訳する、
付記１〜付記１２の何れかの音源方向判定装置。
（付記１４）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置の前記コンピュータが、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定方法。
（付記１５）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１４の音源方向判定方法。
（付記１６）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１４の音源方向判定方法。
（付記１７）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置のコンピュータに、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定処理を実行させるためのプログラム。
（付記１８）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１７のプログラム。
（付記１９）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１７のプログラム。
【符号の説明】
【０１９９】
１０  音源方向判定装置
１１  第１マイクロフォン
１１Ｒ  第１音道
１１Ｏ  第１開口部
１１Ｋ  屈曲部
１２  第２マイクロフォン
１２Ｒ  第２音道
１２Ｏ  第２開口部
１３  判定部
１４  音声翻訳装置
５１  ＣＰＵ
５２  一次記憶部
５３  二次記憶部
【図１】
2019087986.tif 000009
【図２Ａ】
2019087986.tif 000010
【図２Ｂ】
2019087986.tif 000011
【図３】
2019087986.tif 000012
【図４Ａ】
2019087986.tif 000013
【図４Ｂ】
2019087986.tif 000014
【図５】
2019087986.tif 000015
【図６Ａ】
2019087986.tif 000016
【図６Ｂ】
2019087986.tif 000017
【図７】
2019087986.tif 000018
【図８】
2019087986.tif 000019
【図９】
2019087986.tif 000020
【図１０】
2019087986.tif 000021
【図１１】
2019087986.tif 000022
【図１２】
2019087986.tif 000023
【図１３Ａ】
2019087986.tif 000024
【図１３Ｂ】
2019087986.tif 000025
【図１３Ｃ】
2019087986.tif 000026
【図１４】
2019087986.tif 000027
【図１５】
2019087986.tif 000028
【図１６Ａ】
2019087986.tif 000029
【図１６Ｂ】
2019087986.tif 000030
【図１７Ａ】
2019087986.tif 000031
【図１７Ｂ】
2019087986.tif 000032
【図１７Ｃ】
2019087986.tif 000033
【図１７Ｄ】
2019087986.tif 000034
【図１７Ｅ】
2019087986.tif 000035
【図１７Ｆ】
2019087986.tif 000036
【図１７Ｇ】
2019087986.tif 000037
【図１８】
2019087986.tif 000038
【図１９】
2019087986.tif 000039
【図２０Ａ】
2019087986.tif 000040
【図２０Ｂ】
2019087986.tif 000041
【図２１】
2019087986.tif 000042
【図２２Ａ】
2019087986.tif 000043
【図２２Ｂ】
2019087986.tif 000044
【図２３Ａ】
2019087986.tif 000045
【図２３Ｂ】
2019087986.tif 000046
【図２４】
2019087986.tif 000047
【図２５】
2019087986.tif 000048
【図２６Ａ】
2019087986.tif 000049
【図２６Ｂ】
2019087986.tif 000050
【図２７Ａ】
2019087986.tif 000051
【図２７Ｂ】
2019087986.tif 000052
【図２８】
2019087986.tif 000053
【図２９Ａ】
2019087986.tif 000054
【図２９Ｂ】
2019087986.tif 000055
【図３０Ａ】
2019087986.tif 000056
【図３０Ｂ】
2019087986.tif 000057
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月26日(2018.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、判定部と、
を含む、
音源方向判定装置。
【請求項２】
前記第１周波数成分は高域成分である、
請求項１に記載の音源方向判定装置。
【請求項３】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項４】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第４回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項５】
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面及び前記第２平坦面の面積は第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第２回折部を有する、
請求項１または請求項２に記載の音源方向判定装置。
【請求項６】
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項７】
前記音圧差の平均値が負の第２閾値よりも小さい場合、及び、前記位相差の平均値が負の第４閾値よりも小さい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項６に記載の音源方向判定装置。
【請求項８】
前記対象周波数帯域の位相差の平均値a_phaseは、以下の（１）式で表される、請求項６または請求項７に記載の音源方向判定装置。
【数１】
2019087986.tif 000058
但し、
phase[j]=atan(phase_im[j]/phase_re[j])、
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im2[j]、
phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]、
C_n[j]=λ[j]/λ_cであり、
ｊは周波数帯域数であり、
re1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの実部であり、
re2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの実部であり、
im1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの虚部であり、
im2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの虚部であり、
λ[j]は、j番目の周波数帯域の音の波長であり、
λ_cは、基準周波数の音の波長であり、
ｅｅは、前記対象周波数帯域の上限であり、
ｓｓは、前記対象周波数帯域の下限である。
【請求項９】
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項１０】
前記音圧差平均値が前記第５閾値以下の場合、及び、前記位相差平均値が前記第６閾値以下の場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
請求項９に記載の音源方向判定装置。
【請求項１１】
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値は、前記音圧差の第１発話区間の平均値である第１平均値と、前記音圧差の第２発話区間の平均値である第２平均値と、の平均値であり、前記第１平均値と前記第２平均値との相違は、第２所定値を超え、
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値は、前記位相差の第３発話区間の平均値である第３平均値と、前記位相差の第４発話区間の平均値である第４平均値と、の平均値であり、前記第３平均値と前記第４平均値との相違は、第３所定値を超える、
請求項９または請求項１０に記載の音源方向判定装置。
【請求項１２】
前記音源が前記第１平坦面と対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第１言語に翻訳し、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第２言語に翻訳する、
請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の音源方向判定装置。
【請求項１３】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置の前記コンピュータが、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定方法。
【請求項１４】
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置のコンピュータに、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定処理を実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
位相差phase[j]は、（８）式で算出される。
phase[j]=atan(phase_im[j]/phase_re[j]) …(8)
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im2[j]であり、phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]であり、ａｔａｎはアークタンジェントを表す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９８】
（付記１）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、判定部と、
を含む、
音源方向判定装置。
（付記２）
前記第１周波数成分は高域成分である、
付記１の音源方向判定装置。
（付記３）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記４）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面の面積は第１所定値以下であり、前記第２平坦面の面積は前記第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第２回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第３回折部を有し、かつ、途中に、音を回折する屈曲部である第４回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記５）
前記第１平坦面と前記第２平坦面とは直交し、
前記第１平坦面及び前記第２平坦面の面積は第１所定値より大きく、
前記第１音道は、前記第１開口部に音を回折する第１回折部を有し、
前記第２音道は、前記第２開口部に音を回折する第２回折部を有する、
付記１または付記２の音源方向判定装置。
（付記６）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１〜付記５の何れかの音源方向判定装置。
（付記７）
前記音圧差の平均値が負の第２閾値よりも小さい場合、及び、前記位相差の平均値が負の第４閾値よりも小さい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記６の音源方向判定装置。
（付記８）
前記対象周波数帯域の位相差の平均値a_phaseは、以下の（１０）式で表される、付記６または付記７の音源方向判定装置。
【数５】
2019087986.tif 000059
但し、
phase[j]=atan(phase_im[j]/phase_re[j])、
phase_re[j]=re1[j]*re2[j]+im1[j]*im2[j]、
phase_im[j]=im1[j]*re2[j]-re1[j]*im2[j]、
C_n[j]=λ[j]/λ_cであり、
ｊは周波数帯域数であり、
re1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの実部であり、
re2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの実部であり、
im1[j]は、j番目の周波数帯域の前記第１音圧のスペクトルの虚部であり、
im2[j]は、j番目の周波数帯域の前記第２音圧のスペクトルの虚部であり、
λ[j]は、j番目の周波数帯域の音の波長であり、
λ_cは、基準周波数の音の波長であり、
ｅｅは、前記対象周波数帯域の上限であり、
ｓｓは、前記対象周波数帯域の下限である。
（付記９）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１〜付記５の何れかの音源方向判定装置。
（付記１０）
前記音圧差平均値が前記第５閾値以下の場合、及び、前記位相差平均値が前記第６閾値以下の場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記９の音源方向判定装置。
（付記１１）
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値は、前記音圧差の第１発話区間の平均値である第１平均値と、前記音圧差の第２発話区間の平均値である第２平均値と、の平均値であり、前記第１平均値と前記第２平均値との相違は、第２所定値を超え、
前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値は、前記位相差の第３発話区間の平均値である第３平均値と、前記位相差の第４発話区間の平均値である第４平均値と、の平均値であり、前記第３平均値と前記第４平均値との相違は、第３所定値を超える、
付記９または付記１０の音源方向判定装置。
（付記１２）
前記音に対応する信号の信号対雑音比が第４所定値より小さい場合、前記第５閾値及び前記第６閾値を第５所定値分低減する、
付記９〜付記１１の何れかの音源方向判定装置。
（付記１３）
前記音源が前記第１平坦面と対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第１言語に翻訳し、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在すると判定された場合、前記音に対応する信号を第２言語に翻訳する、
付記１〜付記１２の何れかの音源方向判定装置。
（付記１４）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置の前記コンピュータが、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定方法。
（付記１５）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１４の音源方向判定方法。
（付記１６）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１４の音源方向判定方法。
（付記１７）
第１平坦面に開口した第１開口部を一端部に備え、前記第１開口部から音が伝搬する第１音道、及び、前記第１平坦面と交差する第２平坦面に開口した第２開口部を一端部に備え、前記第２開口部から音が伝搬する第２音道が内部に設けられたマイク設置部と、
前記第１音道の他端部に設置された無指向性の第１マイクロフォンと、
前記第２音道の他端部に設置された無指向性の第２マイクロフォンと、
コンピュータと、
を含む音源方向判定装置のコンピュータに、
前記第１マイクロフォンで取得された音の第１周波数成分の音圧である第１音圧と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第１周波数成分の音圧である第２音圧との音圧の相違、及び、前記第１マイクロフォンで取得された音の第２周波数成分の位相である第１位相と、前記第２マイクロフォンで取得された音の前記第２周波数成分の位相である第２位相との位相の相違の少なくとも一方に基づいて、音源が存在する方向を判定する、
音源方向判定処理を実行させるためのプログラム。
（付記１８）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算した音圧差の平均値であり、
前記位相の相違は、対象周波数帯域の位相差の平均値であり、
前記音圧差の平均値が正の第１閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差の平均値が正の第３閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定する、
付記１７のプログラム。
（付記１９）
前記音圧の相違は、前記第１音圧のパワーの対数から前記第２音圧のパワーの対数を減算したフレーム毎の音圧差の複数フレームの平均値である音圧差平均値であり、
前記位相の相違は、フレーム毎の対象周波数帯域の位相差の複数フレームの平均値である位相差平均値であり、
前記音圧差平均値が第５閾値よりも大きい場合、及び、前記位相差平均値が第６閾値よりも大きい場合の内少なくとも一方の場合、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在すると判定し、
前記第５閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記音圧差平均値と、の平均値であり、
前記第６閾値は、前記音源が前記第１平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、前記音源が前記第２平坦面に対向する位置に存在する場合の前記位相差平均値と、の平均値である、
付記１７のプログラム。