(57)【要約】【課題】音源位置情報を多人数でも共有することができ、かつ複数音源が同時に存在する場合にも対応した音源可視化装置を提供する。【解決手段】探査領域１００内の音源から発せられた音を受音する複数のマイクロホン２０ａを備えたマイクロホンアレイ２０、マイクロホン２０ａで受音して得た音信号に基づいて探査領域１００内の音源位置を探査する音源探査部と、音源探査部で探査された音源位置を表わす音源画像を表わす音源画像信号を生成する画像生成部とを有する演算装置４０、および、演算装置４０で生成された音源画像信号を入力して音源画像信号に基づく音源画像を探査領域１００に投影するプロジェクタ５０を備えた。【選択図】図１
2015152316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探査領域内の音源から発せられた音を受音する音センサを備えたプローブと、
前記音センサで受音して得た音信号に基づいて前記探査領域内の音源位置を探査する音源探査部と、該音源探査部で探査された音源位置を表わす音源画像を表わす音源画像信号を生成する画像生成部とを有する演算装置と、
前記演算装置で生成された音源画像信号を入力して該音源画像信号に基づく音源画像を前記探査領域に投影するプロジェクタとを備えたことを特徴とする音源可視化装置。
【請求項２】
当該音源可視化装置が、前記探査領域を撮影するカメラを備え、
前記演算装置が、前記カメラでの撮影により得られた撮影画像に基づいて、前記プロジェクタにより投影された音源画像上の音源位置が前記演算装置での探査により得られた音源位置と一致するように、該演算装置で生成された音源画像信号を調整する画像調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の音源可視化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源を可視化する音源可視化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より音源を可視化する装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１〜３には、探査領域をカメラ等で撮影した画像上に音源位置を表わすマークを重畳して表示する装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献４〜５には、探査領域内の音源に向けてレーザ光を照射することにより音源位置を示す装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７７２７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７９４４号公報
【特許文献３】特開２０１１−３５４７２号公報
【特許文献４】特開２０１３−２５０１１１号公報
【特許文献５】特開２０１３−２５０１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上掲の特許文献１〜３に開示された、撮影画像上に音源位置を表わすマークを重畳して表示する装置の場合、表示画面上の表示と実際の音源探査領域との双方を観察して両者を頭の中で対応づける必要があり、直感的でなく、音源位置を見誤るおそれがある。また、表示画面に相対した位置に居る観察者のみ音源位置を確認することができ、少し離れた共同作業者らと音源位置情報を共有するのが難しいという難点がある。
【０００７】
また、上掲の特許文献４〜５に開示された、探査領域の音源に向けてレーザ光を照射する装置の場合、音源が直接に指し示されることで直観的に理解でき、また、探査領域を視認できる位置に居る共同作業者らと音源位置情報を共有することができる。しかし、このレーザ光で指し示す装置の場合、探査領域内に複数の音源が存在する場合に同時に指し示すことが難しいという問題がある。また、音源探査プローブとレーザ照射部とが別々の位置にあると視差が生じ、レーザ光で探査位置を正確に指し示すことができないおそれがある。特許文献５では、音源探査プローブとレーザ照射部の位置を機械的に交替させることで視差の解消を図っている。しかしながら、このような機械的な移動を伴うと、その移動自体が大変であり、また音源を指し示すまでに時間がかかり、音源位置が時間的に移動する場合にリアルタイム性に欠けるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、音源位置情報を多人数でも共有することができ、かつ複数音源が同時に存在する場合にも対応した音源可視化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の音源可視化装置は、
探査領域内の音源から発せられた音を受音する音センサを備えたプローブと、
音センサで受音して得た音信号に基づいて探査領域内の音源位置を探査する音源探査部と、音源探査部で探査された音源位置を表わす音源画像を表わす音源画像信号を生成する画像生成部とを有する演算装置と、
演算装置で生成された音源画像信号を入力してその音源画像信号に基づく音源画像を探査領域に投影するプロジェクタとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の音源可視化装置は、液晶プロジェクタ等のプロジェクタを用いて音源画像を探査領域に投影するものであるため、探査領域内に複数の音源が同時に存在していてもそれら複数の音源が投影され、音源位置情報を多人数で共有することができる。また、音源が時間的に移動する場合にもリアルタイム性をもって投影された音源位置を移動することができる。
【００１１】
ここで、本発明の音源可視化装置において、この音源可視化装置が、探査領域を撮影するカメラを備え、上記演算装置が、カメラでの撮影により得られた撮影画像に基づいて、プロジェクタにより投影された音源画像上の音源位置が演算装置での探査により得られた音源位置と一致するように、演算装置で生成された音源画像信号を調整する画像調整部を備えたものであることが好ましい。
【００１２】
本発明の音源可視化装置の場合、プロジェクタで投影された音源画像をカメラで撮影することにより、音源探査部で探査された音源位置と投影された音源画像により指し示された音源位置との間の位置ズレを知り、プローブとプロジェクタとの間に視差があっても、その視差分を補正して音源位置を正しく指し示すことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明によれば、複数音源が同時に存在する場合にも対応しており、かつ音源位置情報を多人数で共有することができる音源可視化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の音源可視化装置の模式図である。
【図２】図１に示す音源可視化装置を構成する演算装置における演算内容を示すフローチャートである。
【図３】探索領域に投影された音源画像の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の音源可視化装置の模式図である。
【００１７】
この音源可視化装置１０は、複数のマイクロホン２０ａを有するマイクロホンアレイ２０が備えられており、そのマイクロホンアレイ２０の中央には、画像撮影用のカメラ３０が配置されている。マイクロホン２０ａ、マイクロホンアレイ２０、およびカメラ３０は、本発明にいう、それぞれ音センサ、プローブ、およびカメラの各一例に相当する。
【００１８】
音源探査の手法としては、一般に、ビームフォーミング法（ＢＦ法）、サウンドインテンシティ（ＳＩ法）、エンベロープインテンシティ法（ＥＩ法）など、複数の方法が知られている。ＳＩ法およびＥＩ法を採用すると直接的に音の到来方向が探査される。ＢＦ法の場合は、音圧の強度分布が分かるため、その音圧の最大位置の方向が音源として求められる。これらの音源探査手法はいずれも広く知られた技術であるとともに、本発明は音源探査の手法自体を問うものではなく、したがってここでは音源探査手法についての詳細説明は省略する。尚、ここで説明している実施形態はＢＦ法を採用することを念頭に置いて説明する。
【００１９】
カメラ３０は、マイクロホン２０ａと同じ向きに、マイクロホンアレイ２０の中央に配置されている。カメラ３０をマイクロホンアレイ２０の中央に配置できないときは、カメラ３０は、マイクロホンアレイ２０の中心とカメラ３０との間の視差が許容誤差の範囲内となる程度に、マイクロホンアレイ２０の中心に近い位置に配置される。
【００２０】
また、この音源可視化装置１０は、演算装置４０とプロジェクタ５０を備えている。
【００２１】
演算装置４０では、マイクロホン２０ａで受音して得た音信号に基づいて、マイクロホン２０が向けられた探査領域１００内の音源位置が探査され、その音源位置を表わす音源画像を表わす音源画像信号が生成される。この生成された音源画像信号は、後述するようにして音源画像の位置調整の処理が行なわれた後、プロジェクタ５０に入力される。このプロジェクタ５０は、マイクロホンアレイ２０やカメラ３０とは視差を持った位置に配置されている。
【００２２】
このプロジェクタ５０は、入力された音源画像信号に基づく音源画像を、このプロジェクタ５０内の液晶画面上に表示し、その液晶画面上の音源画像が探査領域１００に向けて投影される。したがってカメラ３０では、投影された音源画像が重畳された状態の探査領域１００の撮影画像が得られることになる。
【００２３】
このカメラ３０で得られた撮影画像は演算装置４０に入力される。この演算装置４０では、生成した音源画像を表わす音源画像信号を、その撮影画像に基づいて、プロジェクタ５０により投影された音源画像上の音源位置がマイクロホンアレイ２０で得られた音信号に基づいて探査した音源位置と一致するように調整する。
【００２４】
プロジェクタ５０にはこの調整された後の音源画像信号が入力され、プロジェクタ５０では、この調整された後の音源画像信号に基づく音源画像が探査領域１００に向けて投影される。この調整により、マイクロホンアレイ２０およびカメラ３０とプロジェクタ５０との間は視差があるにもかかわらずその視差が補正され、正しい音源位置が指し示される。
【００２５】
この演算装置４０は、本発明にいう演算装置の一例に相当し、プロジェクタ５０は本発明にいうプロジェクタの一例に相当する。
【００２６】
図２は、図１に示す音源可視化装置１０を構成する演算装置４０における演算内容を示すフローチャートである。
【００２７】
また、図３は、探索領域に投影された音源画像の模式図である。
【００２８】
演算装置４０では、図２に示すように、先ず、マイクロホンアレイ２０で得られた音信号に基づく音源探査が行なわれる（ステップＳ０１）。ここでは、この音源探査により得られた音源位置を音源位置（１）と称する。この音源探査により得られる音源位置は探査領域１００内に複数存在していてもよい。
【００２９】
次いで、この探査により得られた音源位置（１）を表わす音源画像が作成されプロジェクタ５０に送られてその音源画像がプロジェクタ５０により探査領域１００に向けて投影され、その音源画像が投影された探査領域１００がカメラ３０で撮影される（ステップＳ０２）。
【００３０】
図３（Ａ）は、音源位置（１）を表わす音源画像を探査領域１００上の正確な位置に重ね合わせて示した図である。
【００３１】
すなわち、ここでは、大小２つの山形のうちの大きな山形の中央部分に音源が存在している。
【００３２】
図３（Ｂ）は、プロジェクタ５０により音源画像が投影された探査領域１００をカメラ３０で撮影して得た撮影画像を表わしている。撮影画像上では、正しい音源位置から少し外れた位置が音源位置として指し示されている。
【００３３】
そこで次に、この撮影画像に基づいて音源位置が同定される（ステップＳ０３）。ここでは、この同定された音源位置を音源位置（２）と称する。上述の通り、ここでは、この音源位置（２）は、正しい音源位置から少し外れた位置にある。
【００３４】
次に、音信号に基づく探査により得られた音源位置（１）と撮影画像から得られた音源位置（２）の位置どうしの差分演算が行なわれ、音源位置（１）と比べ音源位置（２）がどの方向にどれだけずれているかが算出される（ステップＳ０４）。
【００３５】
そしてその算出した画像位置（２）の、画像位置（１）からの差分が所定の許容誤差以内であるか否かが判定される（ステップＳ０５）。許容誤差を越えていたときは、その差分に基づいて、その差分が減少するように音源画像がシフトされる（ステップＳ０６）。そしてそのシフト後の音源画像を撮影して得た撮影画像に基づいて新たな音源位置（２）が同定され（ステップＳ０３）、差分演算が行なわれ（ステップＳ０４）、その差分が許容誤差以内となったか否かが判定される（ステップＳ０５）。差分が許容誤差以内になると（ステップＳ０５）ステップＳ０１に戻る。これにより、音源位置が時間的に移動する場合にも対処することができる。
【００３６】
図３（Ｃ）は、探査領域１００に投影された、許容誤差以内に位置調整された音源画像を示した図である。
【００３７】
本実施形態の場合、このようにして音源画像のシフトにより一層正確な音源位置が指し示される。
【００３８】
尚、ここでは探査領域１００内に音源が１つの場合について図示したが、音源が複数存在する場合も同様にして投影および位置調整が行なわれる。
【符号の説明】
【００３９】
１０    音源可視化装置
２０    マイクロホンアレイ
２０ａ    マイクロホン
３０    カメラ
４０    演算装置
５０    プロジェクタ
１００    探査領域
【図１】
2015152316.tif 000003
【図２】
2015152316.tif 000004
【図３】
2015152316.tif 000005