(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号の周波数スペクトルに基づいて、前記音声信号における周波数成分毎の位相差を算出する位相差算出部と、
算出した前記周波数成分毎の位相差に基づいて、音源が存在する方向及び音源数を検出する音源検出部と、を備え、
前記音源検出部は、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出する周波数成分数算出部と、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出する位相差成分比率算出部と、
前記周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、前記周波数成分数の比率の遷移情報を算出する遷移情報算出部と、を含み、
当該音源検出部は、前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて前記音源が存在する位相差領域を決定するとともに、前記周波数成分数の比率の遷移情報に基づいて前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
ことを特徴とする音源検出装置。
【請求項２】
前記音源検出部は、前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率の変化量が所定の変化量を超えた場合に、当該位相差領域内の音源数が変化したと判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音源検出装置。
【請求項３】
前記音源検出部は、前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率が所定の閾値以上になった場合に、当該位相差領域内の音源数が増加したと判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音源検出装置。
【請求項４】
前記マイクから取得した前記音声信号に含まれる定常雑音の振幅レベルを推定する定常雑音推定部、を更に備え、
前記位相差算出部は、前記音声信号の周波数スペクトルにおける前記周波数成分のうち振幅スペクトルが前記定常雑音の振幅レベルよりも大きい周波数成分の位相差を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音源検出装置。
【請求項５】
前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果に基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する異常状態検出部を、更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の音源検出装置。
【請求項６】
前記音源が存在する位相差領域を示す情報を含む音源情報を保持する音源情報保持部、を更に備え、
前記異常状態検出部は、前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果と、前記音源情報とに基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の音源検出装置。
【請求項７】
コンピュータが、
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号を周波数スペクトルに変換して周波数成分毎の位相差を算出し、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出し、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定し、
前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出し、
前記周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
処理を実行することを特徴とする音源検出方法。
【請求項８】
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号を周波数スペクトルに変換して周波数成分毎の位相差を算出し、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出し、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定し、
前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出し、
前記周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源検出装置、音源検出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある位置の周囲に存在する音源の検出方法として、複数のマイクロフォン（以下「マイク」ともいう）で収音した音声信号から周波数成分毎の位相差を算出し、これら位相差に基づいて音源の方向を検出する方法が知られている。
【０００３】
この種の検出方法に関し、直線ハフ変換等を用いて、各周波数成分の位相差から、同一音源に由来する周波数と位相差との間の比例関係を反映した図形を検出することにより、複数の音源を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、複数のマイクのうちの基準となるマイクで観測した観測音の振幅を大きさとする基準音ベクトルを設定し、当該基準音ベクトルを表す複数の音ベクトルの和に基づいて、複数の音源を検出する方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
更に、関連する技術として、周波数成分毎の位相差に基づいて特定した音源方向の頻度と、車両特定情報に含まれる閾値とに基づいて、自車両の進行方向に存在する複数の他車両の方向を特定する技術が知られている（例えば、特許文献３を参照）。この種の技術では、車両特定情報に含まれる第１の閾値と音源方向の頻度とに基づいて他車両の方向を特定した後、特定した他車両の方向とは異なる方向の頻度と、第１の閾値よりも小さい第２の閾値とに基づいて別の他車両の方向を特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５４２２６号公報
【特許文献２】特開２００７−０９６４１８号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／０９８８３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した音源の検出方法は、マイクから見た複数の音源の方向が異なる場合には複数の音源を検出することが可能であるものの、マイクから見た複数の音源の方向が略同一である場合に複数の音源を検出することは非常に困難である。すなわち、上記の検出方法では、ある方向からマイクに到来した音が１個の音源からの音であるのか、複数の音源からの音が重なった音であるのかを判別することが非常に難しい。そのため、上記の検出方法では、第１の音源を検出している期間にマイクから見て第１の音源と略同一の方向に第２の音源が発生したことや、第１の音源と略同一の方向に存在する第２の音源が音を発しなくなったことを検出することが非常に難しい。
【０００８】
１つの側面において、本発明は、一方向から音源が検出されているときの音源数の変化を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様の音源検出装置は、位相差算出部と、音源検出部と、を備える。位相差算出部は、マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号の周波数スペクトルに基づいて、音声信号における周波数成分毎の位相差を算出する。音源検出部は、算出した周波数成分毎の位相差に基づいて、音源が存在する方向及び音源数を検出する。音源検出部は、周波数成分数算出部と、位相差成分比率算出部と、遷移情報算出部と、を含む。周波数成分数算出部は、マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した周波数成分毎の位相差とに基づいて、位相差領域毎の周波数成分数を算出する。位相差成分比率算出部は、算出した位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、音声信号における各位相差領域の周波数成分数の比率を算出する。遷移情報算出部は、周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、成分比率の遷移情報を算出する。当該音源検出部は、位相差領域毎の周波数成分数に基づいて音源が存在する位相差領域を決定するとともに、周波数成分数の比率の遷移情報に基づいて音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、一方向から音源が検出されているときの音源数の変化を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る音源検出装置の機構的構成を示す図である。
【図２Ａ】第１の実施形態に係る音源検出処理を説明するフローチャート（その１）である。
【図２Ｂ】第１の実施形態に係る音源検出処理を説明するフローチャート（その２）である。
【図３Ａ】第１の実施形態に係る音源領域／音源数決定処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。
【図３Ｂ】第１の実施形態に係る音源領域／音源数決定処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【図４】位相差領域の設定例を示す図である。
【図５】位相差のばらつきの例を示す図である。
【図６】音源領域の決定方法を説明する図である。
【図７】音源領域の時間変化の例を示す図である。
【図８】位相差成分比率の時間変化の例を示すグラフである。
【図９】成分比率の区域の時間変化に基づく音源数の変化の判定方法を説明する図である。
【図１０】検出結果の例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係る位相スペクトル差を算出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【図１４】第３の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャートである。
【図１５Ａ】検出結果を出力する処理の変形例を説明するフローチャート（その１）である。
【図１５Ｂ】検出結果を出力する処理の変形例を説明するフローチャート（その２）である。
【図１６】第４の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【図１７Ａ】第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。
【図１７Ｂ】第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【図１７Ｃ】第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その３）である。
【図１７Ｄ】第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その４）である。
【図１８】コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る音源検出装置の機構的構成を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る音源検出装置１は、音声信号受付部１０１と、変換部１０２と、位相差算出部１０３と、音源領域／音源数検出部１０４と、検出結果出力部１０５と、を備える。
【００１４】
音声信号受付部１０１は、第１のマイクロフォン２０１及び第２のマイクロフォン２０２を含むマイクロフォンアレイ２からの音声信号の入力を受け付ける。以下、マイクロフォンのことを単にマイクという。また、音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１から入力された音声信号及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号を、それぞれ、音源検出処理の処理単位（フレーム）に分割する。
【００１５】
変換部１０２は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号をフレーム毎に周波数スペクトルに変換する。周波数スペクトルは、振幅スペクトルと位相スペクトルとを含む。以下、第１のマイク２０１から入力された音声信号についての周波数スペクトルを第１の周波数スペクトルともいい、第２のマイク２０２から入力された音声信号についての周波数スペクトルを第２の周波数スペクトルともいう。
【００１６】
位相差算出部１０３は、第１の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、第２の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、に基づいて、１フレーム分の周波数スペクトルにおける各周波数成分の位相スペクトル差を算出する。以下、位相スペクトル差を位相差ともいう。
【００１７】
音源領域／音源数検出部１０４は、各周波数成分の位相差に基づいて、音源が存在する位相差領域及び音源の数を検出する。位相差領域は、マイクアレイに到来する音の到来方向を表す角度範囲と対応した、時間領域の音声信号の位相差範囲である。以下、音源が存在する位相差領域を音源領域ともいう。音源領域／音源数検出部１０４は、周波数成分数算出部１０４ａと、位相差成分比率算出部１０４ｂと、成分比率遷移情報算出部１０４ｃと、成分比率保持部１０４ｄと、を含む。
【００１８】
検出結果出力部１０５は、音源領域／音源数検出部１０４の検出結果を外部装置等に出力する。
【００１９】
音源領域／音源数検出部１０４は、上記のように、周波数成分数算出部１０４ａと、位相差成分比率算出部１０４ｂと、成分比率遷移情報算出部１０４ｃと、成分比率保持部１０４ｄと、を含む。
【００２０】
周波数成分算出部１０４ａは、１フレーム分の位相スペクトルにおける各周波数成分の位相差に基づいて、各位相差領域の周波数成分数を算出する。
【００２１】
位相差成分比率算出部１０４ｂは、周波数成分数算出部１０４ａで算出した各位相差領域の周波数成分数に基づいて、１フレーム分の位相スペクトルにおける各位相差領域の周波数成分数の比率を算出する。以下、各位相差領域の周波数成分数の比率のことを「位相差の成分比率」又は「位相差成分比率」ともいう。
【００２２】
成分比率遷移情報算出部１０４ｃは、現処理対象フレームにおける位相差の成分比率と、成分比率保持部１０４ｄで保持する過去の成分比率とに基づいて、各位相差領域の成分比率の遷移情報を算出する。
【００２３】
成分比率保持部１０４ｄは、位相差成分比率算出部１０４ｂで算出した各位相差領域の成分比率を保持する。
【００２４】
音源領域／音源数検出部１０４は、周波数成分数算出部１０４ａで算出した各位相差領域の周波数成分数に基づいて、音源領域を検出する。また、音源領域／音源数検出部１０４は、成分比率遷移情報算出部１４０ｃで算出した各位相差領域の成分比率の遷移情報に基づいて、各音源領域における音源数の変化を検出する。
【００２５】
図２Ａは、第１の実施形態に係る音源検出処理を説明するフローチャート（その１）である。図２Ｂは、第１の実施形態に係る音源検出処理を説明するフローチャート（その２）である。
【００２６】
音源検出装置１は、音源検出処理を開始すると、図２Ａに示すように、まず、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から音声信号を取得してフレームに分割する処理を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、音声信号受付部１０１が行う。音声信号受付部１０１は、取得した各音声信号を、例えば３０ｍｓ程度のフレームに分割する。
【００２７】
次に、音源検出装置１は、音声信号のフレームの識別に用いる変数ｘを１に初期化する（ステップＳ２）。
【００２８】
次に、音源検出装置１は、フレームｘの音声信号を周波数スペクトルに変換する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、変換部１０２が行う。変換部１０２は、例えば、高速フーリエ変換により、時間領域の音声信号（フレーム）を周波数スペクトルに変換する。
【００２９】
次に、音源検出装置１は、周波数スペクトルにおける位相スペクトルに基づいて、各周波数成分の位相差を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、位相差算出部１０３が行う。
【００３０】
次に、音源検出装置１は、１フレーム分の各周波数成分の位相差に基づいて、各位相差領域の周波数成分数を算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理は、音源領域／音源数検出部１０４の周波数成分数算出部１０４ａが行う。位相差領域は、上記のように、音の到来方向を表す角度範囲と対応した、時間領域の音声信号の位相差範囲である。
【００３１】
次に、音源検出装置１は、周波数成分数が多い順で上位Ｎ個の位相差領域を抽出する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理は、音源領域／音源数検出部１０４が行う。ステップＳ６の処理において抽出する位相差領域の数Ｎは、２≦Ｎ＜Ｍ（Ｍは位相差領域の総数）の任意の整数とする。
【００３２】
次に、音源検出装置１は、抽出した位相差領域が隣接しているか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７の判定は、音源領域／音源数検出部１０４が行う。抽出した位相差領域が隣接していない場合、音源領域／音源数検出部１０４は、抽出した位相差領域のそれぞれに音源が存在していると判定する。このため、抽出した位相差領域が隣接していない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、音源領域／音源数検出部１０４は、図２Ｂに示すように、フレームｘの音声信号から複数の音源が検出されたことを検出結果出力部１０５に通知する（ステップＳ８）。
【００３３】
一方、位相差領域が隣接している場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、音源検出装置１は、次に、音源領域／音源数決定処理（ステップＳ９）を行う。ステップＳ９の処理は、音源領域／音源数検出部１０４が行う。音源領域／音源数検出部１０４は、まず、抽出した位相差領域に基づいて音源領域を決定し、音源領域と各位相差領域の周波数成分数とに基づいて各位相差領域の成分比率を算出する。音源領域を決定し、各位相差領域の成分比率を算出する処理は、位相差成分比率算出部１０４ｂが行う。位相差成分比率算出部１０４ｂは、算出した各位相差領域の成分比率をフレームの番号ｘと対応付けて成分比率保持部１０４ｄに保持させる。また、音源領域／音源数検出部１０４は、各位相差領域の位相差成分比率の遷移情報（時間変化）を算出し、音源領域の位相差成分比率の変化量に基づいて、音源数が変化したか否かを判定する。位相差成分比率の遷移情報を算出する処理は、成分比率遷移情報算出部１０４ｃが行う。音源数が変化したか否かを判定した後、音源領域／音源数検出部１０４は、音源数の変化についての検出結果を検出結果出力部１０５に出力する。
【００３４】
ステップＳ８又はＳ９の処理が終わると、音源検出装置１は、フレームｘの音声信号に対する音源の検出結果を出力する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理は、検出結果出力部１０５が行う。検出結果出力部１０５は、例えば、図１には示していないサーバや記憶装置等の外部装置に音源の検出結果を送信する。
【００３５】
検出結果を出力した後、音源検出装置１は、検出処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１１）。音源検出装置１は、例えば、音源検出装置１の利用者（オペレータ）が図１には示していない入力装置等を用いて処理を終了する操作を行った場合に検出処理を終了する（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）と判定する。検出処理を終了しない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、音源検出装置１は、変数ｘをｘ＋１に更新し（ステップＳ１２）、ステップＳ３〜Ｓ１０の処理を繰り返す。
【００３６】
なお、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートは音源検出処理の一例に過ぎず、必要に応じて一部の処理を変更することや省略することが可能である。音源検出処理は、例えば、各フレームの音声信号に対するステップＳ３〜Ｓ１０の処理をパイプライン化して行ってもよい。
【００３７】
本実施形態に係る音源検出処理における音源領域／音源数決定処理（ステップＳ９）は、上記のように音源領域／音源数検出部１０４が行う。音源領域／音源数検出部１０４は、ステップＳ９の処理として、図３Ａ及び図３Ｂに示したような処理を行う。
【００３８】
図３Ａは、第１の実施形態に係る音源領域／音源数決定処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。図３Ｂは、第１の実施形態に係る音源領域／音源数決定処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【００３９】
音源領域／音源数決定処理において、音源領域／音源数検出部１０４は、図３Ａに示すように、まず、ステップＳ６で抽出したＮ個の位相差領域における周波数成分数に基づいて、位相差の平均位置を算出する（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０１の処理は、音源領域／音源数検出部１０４の位相差成分比率算出部１０４ｂが行う。位相差成分比率算出部１０４ｂは、例えば、下記式（１）を用いて、位相差平均位置ＰＰを算出する。
【００４０】
【数１】
0006575365.tif 000002
【００４１】
式（１）において、ＰＣｎは抽出した位相差領域における位相差の中心値であり、ＦＦｎは位相差領域内の周波数成分数である。
【００４２】
次に、位相差成分比率算出部１０４ｂは、算出した位相差平均位置ＰＰに基づいて、音源が存在する位相差領域（音源領域）を決定する（ステップＳ９０２）。ステップＳ９０２の処理において、位相差成分比率算出部１０４ｂは、位相差領域の中心値が位相差平均位置ＰＰに最も近い位相差領域を音源領域に決定する。
【００４３】
次に、位相差成分比率算出部１０４ｂは、フレームｘの位相スペクトルにおける各位相差領域の位相差成分比率を算出する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３の処理において、位相差成分比率算出部１０４ｂは、例えば、下記式（２）を用いて、位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ）を算出する。
【００４４】
【数２】
0006575365.tif 000003
【００４５】
式（２）の変数ｊは、位相差領域を識別する値である。また、式（２）のαは、０＜α＜１を満たす任意の値である。フレームｘ−１の位相スペクトルにおける位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ−１）は正の値である。そのため、式（２）を用いて位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ）を算出した場合、音源領域の位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ）は１．０に近づき、算出される非音源領域の位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ）は０．０に近づく。なお、フレームの番号ｘが１の場合、位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ−１）＝Ｒ（ｊ，０）には予め定めた所定の値を用いる。
【００４６】
また、ステップＳ９０３の処理では、位相差成分比率算出部１０４ｂは、算出した位相差成分比率Ｒ（ｊ，ｘ）を成分比率保持部１０４ｄに保持（記憶）させる。
【００４７】
ステップＳ９０３の処理を終えると、音源領域／音源数検出部１０４は、次に、各位相差領域の位相差成分比率の時間変化を調べる（ステップＳ９０４）。ステップＳ９０４の処理は、成分比率遷移情報算出部１０４ｃが行う。成分比率遷移情報算出部１０４ｃは、フレームｘ−１以前の所定フレーム数分の位相差成分比率を成分比率保持部１０４ｄから読み出して、フレームｘまでの各位相差領域の位相差成分比率の時間変化を調べる。
【００４８】
次に、音源領域／音源数検出部１０４は、音源領域の位相差成分比率に所定の変化量を超える時間変化があるか否かを判定する（ステップＳ９０５）。音源領域の位相差成分比率の変化が所定の変化量以下である場合（ステップＳ９０５；Ｎｏ）、音源領域／音源数検出部１０４は、音源数に変化なしと判定する。この場合、音源領域／音源数検出部１０４は、音源数に変化がないことを検出結果出力部１０５に通知し（ステップＳ９０６）、図３Ｂに示すように音源領域／音源数決定処理を終了する（リターン）。
【００４９】
一方、音源領域の位相差成分比率に所定量を越える変化がある場合（ステップＳ９０５；Ｙｅｓ）、音源領域／音源数検出部１０４は、図３Ｂに示すように、次に、音源領域の位相差成分比率が増加したか否かを判定する（ステップＳ９０７）。音源領域の位相差成分比率が増加した場合（ステップＳ９０７；Ｙｅｓ）、音源領域／音源数検出部１０４は、音源領域の音源数が増加したことを検出結果出力部１０５に通知し（ステップＳ９０８）、音源領域／音源数決定処理を終了する。また、音源領域の位相差成分比率が減少した場合（ステップＳ９０７；Ｎｏ）、音源領域／音源数検出部１０４は、音源領域の音源数が減少したことを検出結果出力部１０５に通知し（ステップＳ９０９）、音源領域／音源数決定処理を終了する。
【００５０】
このように、本実施形態に係る音源領域／音源数決定処理では、各位相差領域の周波数成分数に基づいて音源領域を決定し、音源領域と各位相差領域の周波数成分数とに基づいて、１フレーム分の位相スペクトルにおける各位相差領域の成分比率を算出する。この成分比率は、周波数成分数の多い位相差領域ほど大きな値となる。また、本実施形態に係る音源領域／音源数決定処理では、上記のように、音源領域の成分比率が１．０に近づき、非音源領域の成分比率が０．０に近づくよう各位相差領域の成分比率を算出する。
【００５１】
音源領域に新たな音源が生じた場合、音源領域から到来する音に新たな音源からの音が加わるため、音源領域の周波数成分数は増加する。これに対し、音源領域以外の位相差領域（非音源領域）における周波数成分数は、音源領域に新たな音源が生じた時刻の前後でほとんど変わらない。そのため、音源領域に新たな音源が生じた場合、音源領域の位相差成分比率が大きくなる。よって、音源領域の位相差成分比率の増加量が所定の時間変化量を超える場合、音源領域に新たな音源が生じたと判定することができる。また、音源領域の音源が減少した場合は、逆に音源領域の位相差成分比率が小さくなる。そのため、音源領域の位相差成分比率の減少量が所定の時間変化量を超える場合、音源領域の音源数が減少したと判定することができる。
【００５２】
図４は、位相差領域の設定例を示す図である。
本実施形態の音源検出装置１は、例えば、図４に示すように、設置面３に距離ｄで配設された第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２からの音声信号に基づいて、音源の方向や音源数を検出する。この際、音源の方向は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２で収音可能な音の到来方向の角度範囲を複数の小角度範囲に分割し、複数の小角度範囲のいずれに音源が存在するかにより検出する。例えば、図４に示すように、第１のマイク２０１と第２のマイク２０２との中点Ｐを通る設置面３の法線方向をθ＝０（度）とする−９０≦θ≦９０（度）の角度範囲を、７個の小角度範囲ＰＡ１〜ＰＡ７に分割する。そして、第１のマイク２０１で収音した音声信号と第２のマイク２０２で収音した音声信号との位相差に基づいて、７個の小角度範囲ＰＡ１〜ＰＡ７のいずれに音源が存在するかを決定する。
【００５３】
第１のマイク２０１で収音した音声信号と第２のマイク２０２で収音した音声信号とには、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見た音源の方向に応じた位相差が生じる。第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から音源までの距離は、第１のマイク２０１と第２のマイク２０２との距離（マイク間距離）ｄに比べて十分に長い。そのため、音源から第１のマイク２０１に向かう音の経路と、音源から第２のマイク２０２に向かう音の経路とは、略平行となる。従って、ある時刻に音源の発した音が第１のマイク２０１に到達する時刻Ｔ１と、その音が第２のマイク２０２に到達する時刻Ｔ２との時間差Δｔ（＝Ｔ１−Ｔ２）は、Δｔ＝（ｄ・ｓｉｎθ）／ｃで近似される。ここで、θは、第１のマイク２０１と第２のマイク２０２との中点Ｐを通る設置面３の法線方向と、中点Ｐから見た音源の方向とのなす角である。また、ｃは音速である。
【００５４】
すなわち、第１のマイク２０１で収音した音声信号と、第２のマイク２０２で収音した音声信号とには、時間差Δｔに相当する位相差が生じる。時間差Δｔには、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見た音源の方向（角度θ）との相関がある。第１のマイク２０１で収音した音声信号と、第２のマイク２０２で収音した音声信号との位相差にも、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見た音源の方向（角度θ）との相関がある。そのため、本明細書では、音源の方向の決定に用いる小角度範囲ＰＡ１〜ＰＡ７のことを位相差領域という。
【００５５】
ここで、図４に示したように、位相差領域ＰＡ４に第１の音源４０１が存在する場合を考える。第１のマイク２０１で収音した音声信号と、第２のマイク２０２で収音した音声信号との位相差は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見た第１の音源４０１の方向との相関がある。従って、第１のマイク２０１で収音した音声信号と、第２のマイク２０２で収音した音声信号との位相差に基づいて、第１の音源４０１の方向を検出することができる。
【００５６】
また、第１の音源４０１が音を発しているときに位相差領域ＰＡ４に第２の音源４０２が発生した場合、本実施形態の音源検出方法では、位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率の遷移情報に基づいて、第２の音源４０２の発生を検出することができる。
【００５７】
なお、図４に示した例では、−９０≦θ≦９０（度）の角度範囲を７個の位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７に分割しているが、これに限らず、位相差領域の分割数は、所望の検出精度に応じて適宜設定すればよい。また、音の到来方向を表す角度範囲は、−９０≦θ≦９０（度）に限らず、使用する第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２の指向性や所望の音源検出範囲に応じて適宜変更可能である。
【００５８】
図５は、位相差のばらつきの例を示す図である。
第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２で収音する音は、複数の周波数成分を含む場合が多い。そして、ある角度θ（≠０度）から第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２に到来する音の位相差は、音の周波数により異なる。そのため、音声信号の位相差に基づいて音源の方向を検出する場合、各音声信号の周波数スペクトル（位相スペクトル）を求め、周波数成分毎の位相スペクトル差に基づいて音源の方向を検出する。
【００５９】
位相スペクトルにおける周波数成分（周波数ｂｉｎ）と、位相スペクトル差（位相差）との関係は、例えば、図５に示した散布図で表すことができる。なお、図５に示した散布図には、収音した音声信号における所定の周波数範囲（例えば、０〜４０００Ｈｚ）を１２８成分に分割した例を示している。
【００６０】
第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見て角度θｙの方向に音源が存在する場合、理論上、各周波数成分の位相差は、図５に示した太い直線で表すことができる。しかしながら、実際には、音源の周囲に存在する物体で反射した音（反響音）等の影響により、図５に黒丸で示したように、各周波数成分における位相差にばらつきが生じる。そのため、本実施形態の音源検出処理では、図２Ａに示したように、各周波数成分の位相差に基づいて、各位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７に存在する位相差の周波数成分の数を算出する（ステップＳ４）。そして、各位相差領域の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定する（ステップＳ６〜Ｓ９）。例えば、図５に示した散布図に上記の位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７を重ね、１フレーム分の位相スペクトルにおける各周波数成分の位相差が位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７のいずれの領域に存在するかを計数する。そして、周波数成分の数が多い位相差領域に基づいて音源が存在する位相差領域（音源領域）を決定する。例えば、図５に示した例では、位相差が位相差領域ＰＡ６に存在する周波数成分の数が最も多くなる。
【００６１】
図６は、音源領域の決定方法を説明する図である。図６における位相差の中心値は、各位相差領域の中心値であり、図６では周波数が最も高い周波数成分における各位相差領域の中心値としている。
【００６２】
１フレーム分の時間領域の音声信号を周波数スペクトルに変換する際には、例えば、０〜４０００ｋＨｚの周波数範囲を１２８の周波数成分に分割する。この１２８個の周波数成分について位相差が７個の位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７のいずれの領域に含まれるかを計数すると、例えば、図６に示すような計数結果が得られる。なお、図６に示した例では周波数成分数の合計が１００となるが、これは、上記の位相差のばらつきの影響で位相差が位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ７のいずれの領域にも含まれない周波数成分が存在すること等によるものである。
【００６３】
各位相差領域の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定する場合、まず、周波数成分数が多い順で上位Ｎ個の位相差領域を抽出する（ステップＳ６）。Ｎ＝２の場合、図６に示した計数結果からは位相差領域ＰＡ４，ＰＡ５が抽出される。ここで抽出された位相差領域ＰＡ４及びＰＡ５は隣接しているので、音源検出装置１は、次に、音源領域／音源数決定処理（ステップＳ９）を行う。音源検出装置１は、音源領域／音源数決定処理として、図３Ａ及び図３Ｂに示したような処理を行う。
【００６４】
音源領域／音源数決定処理では、まず、抽出した位相差領域ＰＡ４，ＰＡ５から位相差平均位置を求める（ステップＳ９０１）。位相差平均位置は、式（１）を用いて算出する。図６に示した例において、位相差領域ＰＡ４の中心値ＰＣ及び周波数成分数ＦＦは、それぞれ０．０及び２３である。また、位相差領域ＰＡ５の中心値ＰＣ及び周波数成分数ＦＦは、それぞれ１．０及び１８である。従って、位相差平均位置ＰＰは、下記式（３）のように約０．４となる。
【００６５】
ＰＰ＝（０．０×２３＋１．０×１８）／（２３＋１８）
＝１８／４１
≒０．４３９≒０．４      ・・・（３）
【００６６】
式（３）により算出した平均位置ＰＰ＝０．４に最も近い位相差領域の中心値は、位相差領域ＰＡ４の中心値０．０である。よって、ステップＳ９０２の処理において、位相差成分比率算出部１０４ｂは、位相差領域ＰＡ４を音源が存在する領域（音源領域）に決定する。
【００６７】
なお、図示は省略するが、周波数成分数が多い順で上位２個の位相差領域を抽出した場合には、例えば、位相差領域ＰＡ４及びＰＡ６のように、隣接しない位相差領域が抽出されることもある。このような場合、本実施形態に係る音源検出処理では、位相差領域ＰＡ４及びＰＡ６のそれぞれに音源が存在すると判定するので、２個の位相差領域ＰＡ４及びＰＡ６が音源領域となる。
【００６８】
こうして、フレーム毎に周波数成分数が多い位相差領域のなかから音源領域を決定すると、図７に示したような音源領域の時間変化を表す情報が得られる。
【００６９】
図７は、音源領域の時間変化の例を示す図である。
音源が位相差領域ＰＡ４内であり、かつ位相差領域ＰＡ５に近い位置に存在する場合、ステップＳ６，ステップＳ９０１及びＳ９０２の処理により各フレームにおける音源領域を決定すると、例えば、図７に示したような結果が得られる。しかしながら、図７に示した音源領域の時間変化からは、位相差領域ＰＡ４に音源があると推定することはできても、位相差領域ＰＡ４に存在する音源数の変化の有無等まではわからない。そこで、本実施形態の音源検出装置１では、各位相差領域の成分比率（すなわち１フレーム分の周波数成分数における各位相差領域の周波数成分数の比率）を算出し、成分比率の時間変化から音源数の変化等を判定する（ステップＳ９０３〜Ｓ９０９）。各位相差成分比率は、式（２）を用いて算出する。
【００７０】
図８は、位相差成分比率の時間変化の例を示すグラフである。
図８のグラフは、音源とマイクとの位置関係が図３に示した関係である場合に時刻ｔ２〜ｔ５に収音した音声信号に基づいて算出した位相差成分比率の時間変化の例を示している。なお、第１の音源４０１は時刻ｔ２〜ｔ５の全区間で音を発しており、第２の音源４０２は時刻ｔ３〜ｔ４の区間のみで音を発している。
【００７１】
時刻ｔ２〜ｔ３の区間では、位相差領域ＰＡ４内であり、かつ位相差領域ＰＡ５に近い位置に存在する第１の音源４０１のみが音を発している。この場合、図６に示したように、位相差領域ＰＡ４，ＰＡ５の周波数成分数が、他の位相差領域の周波数成分数に比べて多くなる。そのため、時刻ｔ２〜ｔ３の区間における音源領域の時間変化は、図７に示した時刻ｔ０〜ｔ１のような時間変化となる。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ３の区間では、位相差領域ＰＡ４又はＰＡ５が音源領域に特定されたフレームが大半を占めており、他の位相差領域が音源領域に特定されたフレームはわずかである。また、時刻ｔ２〜ｔ３の区間では、位相差領域ＰＡ４が音源領域に特定される頻度が最も多い。従って、式（２）を用いて算出される時刻ｔ２〜ｔ３の区間における位相差成分比率は、当該区間の大半で位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ４）が最も高くなる。
【００７２】
次に、時刻ｔ３〜ｔ４の区間では、位相差領域ＰＡ４内であり、かつ位相差領域ＰＡ５に近い位置に存在する第１の音源４０１及び第２の音源４０２が音を発している。そのため、この場合も、音源検出装置１が特定した音源領域の時間変化は、図７に示したような変化となる。従って、時刻ｔ３〜ｔ４の区間における位相差成分比率は、位相差領域ＰＡ４の成分比率Ｒ（ＰＡ４）及び位相差領域ＰＡ５の成分比率Ｒ（ＰＡ５）が他の位相差領域の成分比率よりも大きくなる。
【００７３】
しかしながら、時刻ｔ３〜ｔ４の区間では、第２の音源４０２も音を発している。また、第２の音源４０２は、第１の音源４０１よりも第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２に近い位置にある。そのため、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２で収音した音声信号における第２の音源４０２が発した音の反響音の影響は、第１の音源４０１が発した音の反響音の影響よりも小さい。従って、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２で収音した音声信号に含まれる第２の音源４０２が発した音の各周波数成分は、第１の音源４０１が発した音の各周波数成分に比べて位相差のばらつきが小さくなる。すなわち、第１の音源４０１及び第２の音源４０２が音を発している場合、第１の音源４０１のみが音を発している場合に比べて位相差領域ＰＡ４の周波数成分数が多くなる。そのため、時刻ｔ３〜ｔ４の区間では、図８に示したように、第１の音源４０１のみが音を発している時刻ｔ２〜ｔ３の区間に比べて位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ４）が上昇する。よって、音源領域に特定された位相差領域の位相差成分比率の増加量が所定の変化量を超えた場合、その音源領域の音源数が増加したと判定することができる。特に、雑音環境下にいる人物の発声量は、ロンバート効果により、雑音量が大きくなると発声量も大きくなる傾向がある。そのため、例えば、第１の音源４０１がテレビであり、第２の音源４０２が人物である場合、第１の音源４０１の音量の変化が位相差成分比率に与える影響は小さい。よって、本実施形態に係る音源検出方法によれば、第１の音源４０１が音を発している状況下において第１の音源４０１と略同一方向に第２の音源４０２が生じた場合にも、第２の音源４０２が生じたことを検出することが可能となる。
【００７４】
更に、時刻ｔ４〜ｔ５の区間のように第１の音源４０１及び第２の音源４０２が音を発している状態から第１の音源４０１のみが音を発している状態に変化した場合、図８に示したように、音源領域（位相差領域ＰＡ４）の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ４）が減少する。そのため、音源領域に特定された位相差領域の位相差成分比率の減少量が所定の変化量を超えた場合、音源領域の音源数が減少したと判定することができる。
【００７５】
なお、図８に示した例では、例えば、時刻ｔ２〜ｔ３の区間や時刻ｔ４〜ｔ５の区間にも、音源領域である位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率に短期間の比較的大きな変動が見られる。このような短期間の変動を音源数の増減に伴う変動と区別するため、例えば、音源領域である位相差領域ＰＡ４と隣接した位相差領域ＰＡ５における位相差成分比率Ｒ（ＰＡ５）の時間変化も考慮して音源数の増減を判定してもよい。位相差領域ＰＡ５は、音源４０１及び４０２から近いため、位相差領域ＰＡ５の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ５）は、他の非音源領域の位相差成分比率よりも大きくなる。また、位相差領域ＰＡ５は実際には音源が存在しない位相差領域である。そのため、位相差領域ＰＡ４に新たな音源が発生すると、位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ４）の上昇と対応して、位相差領域ＰＡ５の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ５）が低下する。逆に、位相差領域ＰＡ４の音源数が減少すると、位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ４）の低下と対応して、位相差領域ＰＡ５の位相差成分比率Ｒ（ＰＡ５）が上昇する。そのため、音源領域である位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率の変動方向とは反対の方向に位相差領域ＰＡ５の位相差成分比率が変動した場合に、音源数が変化したと判定することで、判定精度を高めることが可能となる。
【００７６】
更に、位相差成分比率の時間変化に基づいて音源数の変化の有無を判定する場合、例えば、図８に示したような成分比率の閾値ＴＨｐ１，ＴＨｐ２に基づいて判定してもよい。図８には、成分比率についての２つの閾値ＴＨｐ１，ＴＨｐ２を設定して成分比率を３つの区域に分割している。ここでは、成分比率が第１の閾値ＴＨｐ１以上の区域を高率区域、第２の閾値ＴＨｐ２以上第１の閾値ＴＨｐ１未満の区域を中率区域、第２の閾値ＴＨｐ２以下の区域を低率区域とする。この３つの区域を用いると、図８に示した各位相差領域の位相差成分比率の時間変化は、図９のように表すことができる。
【００７７】
図９は、成分比率の区域の時間変化に基づく音源数の変化の判定方法を説明する図である。
【００７８】
図８に示した位相差成分比率の時間変化において、位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ３、ＰＡ６、及びＰＡ７の位相差成分比率は、時刻ｔ２〜ｔ５の全区間において低率区域である。そのため、音源が存在しない位相差領域ＰＡ１〜ＰＡ３、ＰＡ６、及びＰＡ７では、図９に示したように、各フレームにおける位相差成分比率の区域が全て「低（低率区域）」となる。これに対し、音源が存在する位相差領域ＰＡ４では、時刻ｔ２から時刻ｔ３の直前までは「中（中率区域）」であり、時刻ｔ３において「高（高率区域）」に変化する。また、位相差領域ＰＡ４と隣接する位相差領域ＰＡ５では、時刻ｔ２から時刻ｔ３の直前までは「中」であり、時刻ｔ３において「低」に変化する。そのため、位相差成分比率の区域が変化し、かつ変化後に同一区域が所定のフレーム数（Ｌフレーム）以上続いているか否かにより、位相差領域ＰＡ４の音源数が増加したか否かを判定することが可能である。
【００７９】
また、図９に示したように、位相差領域ＰＡ４の位相差成分比率の区域は、時刻ｔ３で「中」から「高」に変化した後、時刻ｔ４に「高」から「中」に変化している。この場合も、位相差成分比率の区域が減少する方向に変化し、かつ変化後に同一区域が所定のフレーム数（Ｌフレーム）以上続いているか否かにより、位相差領域ＰＡ４の音源数が減少したか否かを判定することが可能である。
【００８０】
なお、位相差成分比率を複数の区域に分割する際の閾値ＴＨｐ１及びＴＨｐ２は任意であり、第１の音源４０１のみが音を発している状態での音源領域の位相差成分比率の変動幅等に基づいて設定することが可能である。
【００８１】
図１０は、検出結果の例を示す図である。
本実施形態の音源検出処理では、上記のように、各位相差領域の位相差成分比率の時間変化に基づいて、音源領域における音源数の変化を検出する。そのため、検出結果出力部１０５は、例えば、図１０に示すような検出結果を出力することが可能である。図１０に示した例では、音源検出処理の開始直後のフレーム１からフレーム８７９までは音源数が１、音源領域が位相差領域ＰＡ４となっている。そして、フレーム８８０と対応する時刻に位相差領域ＰＡ４に新たな音源が発生すると、音源検出装置１は、ステップＳ９の処理により音源数が増加したと判定する。そのため、フレーム８８０からフレーム９９９までは音源数が２、２個の音源の音源領域がいずれも位相差領域ＰＡ４となる。また、フレーム１０００と対応する時刻に位相差領域ＰＡ４に存在する音源の１つが音の発生をやめると、音源検出装置１は、音源数が減少したと判定する。そのため、フレーム１０００からフレーム１２５３までは、再び音源数が１、音源領域が位相差領域ＰＡ４となる。
【００８２】
その後、例えば、フレーム１２５４と対応する時刻で、位相差領域ＰＡ４の音源に加えて位相差領域ＰＡ２の音源が音を発するようになり、ステップＳ６において抽出される上位２個の位相差領域が位相差領域ＰＡ４及び位相差領域ＰＡ２になったとする。この場合、位相差領域ＰＡ４と位相差領域ＰＡ２とは隣接していないので（ステップＳ７；Ｎｏ）、検出結果出力部１０５には、複数の音源が存在するという検出結果が通知される（ステップＳ８）。よって、フレーム１２５４以降の検出結果は、音源数が２、２個の音源領域が位相差領域ＰＡ４及び位相差領域ＰＡ２になる。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、定常的に音を発している第１の音源とは異なる方向に存在する他の音源を検出することはもちろん、第１の音源と略同一方向に存在する他の音源を検出することも可能である。
【００８４】
なお、図２Ａ及び図２Ｂのフローチャートは、音源検出処理の一例に過ぎず、例えば、ステップＳ６において抽出する位相差領域を１個にし、ステップＳ７及びステップＳ８を省略してもよい。また、抽出した位相差領域が隣接していない場合にも、抽出した各位相差領域（音源領域）に対し音源領域／音源数決定処理を行ってもよい。
【００８５】
また、本実施形態に係る音源検出装置１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２の２個のマイクからの音声信号だけでなく、更に多数のマイクからの音声信号を用いて音源を検出するものであってもよい。
【００８６】
［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【００８７】
図１１に示すように、本実施形態に係る音源検出装置１は、音声信号受付部１０１と、変換部１０２と、位相差算出部１０３と、音源領域／音源数検出部１０４と、検出結果出力部１０５と、を備える。
【００８８】
音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２を含むマイクアレイからの音声信号の入力を受け付ける。また、音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号を、それぞれ、音源検出処理の処理単位（フレーム）に分割する。
【００８９】
変換部１０２は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号をフレーム毎に周波数スペクトルに変換する。周波数スペクトルは、振幅スペクトルと位相スペクトルとを含む。
【００９０】
位相差算出部１０３は、第１の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、第２の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、に基づいて、１フレーム分の周波数スペクトルにおける各周波数成分の位相差を算出する。第１の周波数スペクトルは第１のマイク２０１から入力された音声信号の周波数スペクトルであり、第２の周波数スペクトルは第２のマイク２０２から入力された音声信号の周波数スペクトルである。本実施形態の音源検出装置における位相差算出部１０３は、定常雑音推定部１０３ａを含む。定常雑音推定部１０３ａは、１フレーム分の周波数スペクトルにおける各周波数成分の定常雑音を推定する。本実施形態に係る位相差算出部１０３は、１フレーム分の周波数スペクトルにおける全周波数成分のうち、振幅スペクトルが推定した定常雑音よりも大きい周波数成分の位相差のみを算出する。
【００９１】
音源領域／音源数検出部１０４は、位相差算出部１０３で算出した各周波数成分の位相差に基づいて、音源が存在する位相差領域及び音源の数を決定する。音源領域／音源数検出部１０４は、周波数成分数算出部１０４ａと、位相差成分比率算出部１０４ｂと、成分比率遷移情報算出部１０４ｃと、成分比率保持部１０４ｄと、を含む。本実施形態に係る音源検出装置１における音源領域／音源数検出部１０４の各部１０４ａ〜１０４ｄは、それぞれ、第１の実施形態に係る音源領域／音源数検出部１０４の各部１０４ａ〜１０４ｄと同等の機能を有する。
【００９２】
検出結果出力部１０５は、音源領域／音源数検出部１０４の処理結果を外部装置等に出力する。
【００９３】
本実施形態の音源検出装置１は、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートに沿った音源検出処理を行う。この際、音源検出装置１の位相差算出部１０３は、位相スペクトル差を算出する処理（ステップＳ４）として、図１２に示す処理を行う。
【００９４】
図１２は、第２の実施形態に係る位相スペクトル差を算出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【００９５】
本実施形態に係る音源検出処理における位相スペクトル差を算出する処理では、位相差算出部１０３は、まず、周波数成分の識別に用いる変数ｉを０に初期化する（ステップＳ４０１）。
【００９６】
次に、位相差算出部１０３は、周波数成分ｆ（ｉ）の定常雑音の振幅レベルを推定する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２の処理は、定常雑音推定部１０３ａが行う。定常雑音推定部１０３ａは、既知の定常雑音推定方法に基づいて定常雑音の振幅レベルを推定する。
【００９７】
次に、位相差算出部１０３は、第１の周波数スペクトルにおける周波数成分ｆ（ｉ）の振幅スペクトルと、推定した定常雑音の振幅レベルとを比較し（ステップＳ４０３）、振幅スペクトルのほうが大きいか否かを判定する（ステップＳ４０４）。
【００９８】
振幅スペクトルのほうが大きい場合（ステップＳ４０４；Ｙｅｓ）、位相差算出部１０３は、周波数成分ｆ（ｉ）の位相スペクトル差を算出する（ステップＳ４０５）。その後、位相差算出部１０３は、振幅スペクトルと、推定した定常雑音の振幅レベルとの大小関係を未判定の周波数成分ｆ（ｉ）があるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。一方、振幅スペクトルが定常雑音の振幅レベル以下である場合（ステップＳ４０４；Ｎｏ）、位相差算出部１０３は、ステップＳ４０５の処理を省略し、ステップＳ４０６の判定を行う。
【００９９】
振幅スペクトルと、推定した定常雑音の振幅レベルとの大小関係を未判定の周波数成分ｆ（ｉ）がある場合（ステップＳ４０６，Ｙｅｓ）、位相差算出部１０３は、変数ｉをｉ＋１に更新し（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０２の処理に戻る。そして、全ての周波数成分で振幅スペクトルと、定常雑音の振幅レベルとの大小関係の判定が行われると（ステップＳ４０６；Ｎｏ）、位相差算出部１０３は、位相スペクトル差を算出した周波数成分及び位相スペクトル差を出力する（ステップＳ４０８）。
【０１００】
このように、本実施形態に係る音源検出処理では、位相スペクトル差を算出する処理（ステップＳ４）において、振幅スペクトルが定常雑音よりも大きい周波数成分の位相スペクトル差のみを算出する。このため、音源検出処理における以後の処理では、振幅スペクトルが定常雑音よりも大きい周波数成分の位相スペクトル差のみに基づいて位相差成分比率を算出し、音源数の変化の有無等を判定する。よって、本実施形態によれば、検出対象となる音源の音において定常雑音に埋もれている周波数成分を除外して、音源領域及び音源数を検出することが可能となり、音源領域及び音源数の検出精度が向上する。また、検出対象となる音源の音において定常雑音に埋もれている周波数成分を除外することにより、位相スペクトル差の算出処理、位相差成分比率の算出処理等における演算処理数を低減させることが可能となる。従って、本実施形態によれば、音源領域及び音源数の検出精度を低下させることなく、音源検出処理の処理負荷を軽減することが可能となる。
【０１０１】
［第３の実施形態］
図１３は、第３の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【０１０２】
図１３に示すように、本実施形態に係る音源検出装置１は、音声信号受付部１０１と、変換部１０２と、位相差算出部１０３と、音源領域／音源数検出部１０４と、検出結果出力部１０５と、を備える。
【０１０３】
音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２を含むマイクアレイからの音声信号の入力を受け付ける。また、音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号を、それぞれ、音源検出処理の処理単位（フレーム）に分割する。
【０１０４】
変換部１０２は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号をフレーム毎に周波数スペクトルに変換する。周波数スペクトルは、振幅スペクトルと位相スペクトルとを含む。
【０１０５】
位相差算出部１０３は、第１の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、第２の周波数スペクトルにおける位相スペクトルとに基づいて、１フレーム分の周波数スペクトルにおける各周波数成分の位相スペクトル差（位相差）を算出する。第１の周波数スペクトルは第１のマイク２０１から入力された音声信号の周波数スペクトルであり、第２の周波数スペクトルは第２のマイク２０２から入力された音声信号の周波数スペクトルである。位相差算出部１０３は、１フレーム分の周波数スペクトルにおける全周波数成分の位相差を算出してもよいし、振幅スペクトルが推定した定常雑音の振幅レベルよりも大きい周波数成分の位相差のみを算出してもよい。
【０１０６】
音源領域／音源数検出部１０４は、位相差算出部１０３で算出した各周波数成分の位相差に基づいて、音源が存在する位相差領域及び音源の数を決定する。図１３では省略しているが、音源領域／音源数検出部１０４は、周波数成分数算出部１０４ａと、位相差成分比率算出部１０４ｂと、成分比率遷移情報算出部１０４ｃと、成分比率保持部１０４ｄと、を含む。
【０１０７】
検出結果出力部１０５は、音源領域／音源数検出部１０４の処理結果に基づいて、音源検出処理の結果を外部装置に出力する。本実施形態の音源検出装置１における検出結果出力部１０５は、継続時間計測部１０５ａと、異常状態検出部１０５ｂと、注意信号出力部１０５ｃと、検出音源情報保持部１０５ｄと、を含む。
【０１０８】
継続時間計測部１０５ａは、音源が検出されない状態の継続時間（音源の不検出継続時間）を計測する。
【０１０９】
異常状態検出部１０５ｂは、音源の不検出継続時間に基づいて、音源を検出する空間に生じた異常状態を検出する。
【０１１０】
注意信号出力部１０５ｃは、異常状態検出部１０５ｂで異常状態を検出した場合に、異常状態であることを通知する注意信号を外部装置に出力する。
【０１１１】
検出音源情報保持部１０５ｄは、検出された音源領域及び音源数についての情報、並びに継続期間を計測中であるか否かを示す情報等を保持（記憶）する。
【０１１２】
本実施形態の音源検出装置１は、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートに沿った音源検出処理を行う。この際、音源検出装置１の検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理（ステップＳ１０）として、例えば、図１４に示す処理を行う。
【０１１３】
図１４は、第３の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャートである。
【０１１４】
本実施形態に係る検出結果を出力する処理において、検出結果出力部１０５は、まず、音源領域／音源数検出部１０４から取得した音源領域及び音源数の検出結果を保持する（ステップＳ１００１）。次に、検出結果出力部１０５は、音源領域の検出結果に基づいて、音源を検出したか否かを判定する（ステップＳ１００２）。ステップＳ１００２の判定は、異常状態検出部１０５ｂが行う。
【０１１５】
音源が検出されなかった場合（ステップＳ１００２；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、音源の不検出継続時間を計測中であるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。ステップＳ１００３の判定では、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａにおいて音源の不検出継続時間を計測しているか否かをチェックする。不検出継続時間を計測中ではない場合（ステップＳ１００３；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに不検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１００４）。ステップＳ１００４の処理が行われると、検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理を終了する（リターン）。
【０１１６】
また、音源が検出されず、かつ不検出継続時間を計測中である場合（ステップＳ１００３；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、不検出継続時間が時間閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１００５）。不検出継続時間が時間閾値ＴＨ以上である場合（ステップＳ１００５；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに注意信号を出力させる（ステップ１００６）。ステップＳ１００６の処理において、注意信号出力部１０５ｃは、例えば、予め登録してある電話番号に発呼する処理、或いは予め登録してあるメールアドレス宛の電子メールを送信する処理を行う。ステップＳ１００６の処理が行われると、検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理を終了する。
【０１１７】
一方、不検出継続時間が時間閾値ＴＨよりも短い場合（ステップＳ１００５；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、異常が検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１００６を省略して検出結果を出力する処理を終了する。
【０１１８】
ステップＳ１００２において音源を検出したと判定した場合（ステップＳ１００２；Ｙｅｓ）も、異常状態検出部１０５ｂは、次に、不検出継続時間を計測中であるか否かを判定する（ステップＳ１００７）。ステップＳ１００７の判定においても、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａが音源の不検出継続時間を計測しているか否かをチェックする。不検出継続時間を計測中である場合（ステップＳ１００７；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに音源の不検出継続時間の計測を終了させる（ステップＳ１００８）。ステップＳ１００８の処理が行われると、検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理を終了する。また、不検出継続時間を計測中ではない場合（ステップＳ１００７；Ｎｏ）、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１００８の処理を省略して検出結果を出力する処理を終了する。
【０１１９】
例えば、音源を検出する空間が住宅内等である場合、空間内にいる人物や各種装置等が音を発することにより、人物や装置等が音源として検出される。そのため、住宅内で長時間音源が検出されない状態は、空間内で生活する人物や各種装置等が長時間音を発していない状態であることを意味する。住宅内で長時間音源が検出されない理由としては、当該住宅で生活している人物が不在（留守）であることの他、当該住宅内にいる人物が音を発することのできない状態になっていることも考えられる。
【０１２０】
本実施形態に係る音源検出処理では、検出結果を出力する処理（ステップＳ１０）において、音源が検出されない状態の継続時間（音源の不検出継続時間）を計測し、不検出継続時間が時間閾値以上になると、異常が発生したことを検出する。また、本実施形態に係る検出結果出力部１０５は、異常が発生した場合に、予め登録してある電話番号に発呼する処理、或いは予め登録してあるメールアドレス宛のメールを送信する処理等を行う。そのため、本実施形態によれば、音源を検出する空間から遠隔の地にいる者に対し、音源が長時間検出されないという異常状態の発生を通知することが可能である。
【０１２１】
なお、図１４のフローチャートは検出結果を出力する処理の一例に過ぎず、処理の内容は適宜変更可能である。例えば、継続時間計測部１０５ａが音源の不検出継続時間に加えて音源を検出している状態の継続時間（音源の検出継続時間）を計測可能である場合、検出結果出力部１０５が行う検出結果を出力する処理は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す処理であってもよい。
【０１２２】
図１５Ａは、検出結果を出力する処理の変形例を説明するフローチャート（その１）である。図１５Ｂは、検出結果を出力する処理の変形例を説明するフローチャート（その２）である。
【０１２３】
検出結果を出力する処理の変形例において、検出結果出力部１０５は、図１５Ａに示すように、まず、音源領域／音源数検出部１０４から取得した音源領域及び音源数の検出結果を保持する（ステップＳ１０１１）。次に、検出結果出力部１０５は、音源領域の検出結果に基づいて、音源を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０１２）。ステップＳ１０１２の判定は、異常状態検出部１０５ｂが行う。
【０１２４】
音源が検出されなかった場合（ステップＳ１０１２；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、継続時間計測部１０５ａにおいて音源の不検出継続時間を計測中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１３）。不検出継続時間を計測中ではない場合（ステップＳ１０１３；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、異常が検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、次に、継続時間計測部１０５ａに不検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０１４）。ステップＳ１０１４の処理の後、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａにおいて音源の検出継続時間を計測中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１５）。検出継続時間を計測中である場合（ステップＳ１０１５；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに検出継続時間の計測を終了させる（ステップＳ１０１６）。ステップＳ１０１６の処理が行われると、検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理を終了する（リターン）。また、音源が検出されず、かつ検出継続時間を計測中ではない場合（ステップＳ１０１５；Ｎｏ）、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０１６の処理を省略して検出結果を出力する処理を終了する。
【０１２５】
一方、音源が検出されず、かつ不検出継続時間を計測中である場合（ステップＳ１０１３；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、不検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１７）。不検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳ１０１７；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第１の注意信号を出力させる（ステップＳ１０１８）。注意信号出力部１０５ｃは、第１の注意信号として、例えば、音源が検出されない状態が所定期間続いたことを示すメッセージを含む電子メールを、予め登録されたメールアドレスに宛てて送信する。また、不検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１よりも短い場合（ステップＳ１０１７；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、異常が検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０１８の処理を省略して、検出結果を出力する処理を終了する。
【０１２６】
ステップＳ１０１２において音源を検出したと判定した場合（ステップＳ１０１２；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、図１５Ｂに示すように、次に、検出継続時間を計測していない音源領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０１９）。検出継続時間を計測していない音源領域がある場合（ステップＳ１０１９；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、継続時間計測部１０５ａに検出継続時間を計測していない音源領域の検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０２０）。ステップＳ１０２０の後、異常状態検出部１０５ｂは、検出継続時間の計測を開始させた音源領域に対する不検出継続期間を計測中であるか否かを判定する（ステップＳ１０２１）。不検出継続時間を計測中の場合（ステップＳ１０２１；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５は、継続時間計測部１０５ａに不検出継続時間の計測を終了させる（ステップＳ１０２２）。その後、異常状態検出部１０５ｂは、音源数が増加した状態である音源領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０２３）。
【０１２７】
また、音源が検出され、かつ検出した全ての音源領域の検出継続時間を計測している場合（ステップＳ１０１９；Ｎｏ）、異常状態計測部１０５ｂは、ステップＳ１０２０〜Ｓ１０２２の処理を省略して、ステップＳ１０２３の判定を行う。また、不検出継続時間を計測中の音源領域がない場合（ステップＳ１０２１；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０２２の処理を省略して、ステップＳ１０２３の判定を行う。
【０１２８】
異常状態検出部１０５ｂは、音源数についての検出結果に基づいてステップＳ１０２３の判定を行う。音源数が増加した状態の音源領域がある場合（ステップＳ１０２３；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、音源数が増加してからの経過時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２４）。経過時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上である場合（ステップＳ１０２４；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第２の注意信号を出力させる（ステップＳ１０２５）。注意信号出力部１０５ｃは、第２の注意信号として、例えば、音源数が増加した状態が所定期間続いたことを示すメッセージを含むメールを、予め登録されたメールアドレスに宛てて送信する。ステップＳ１０２５の処理が行われると、検出結果出力部は、図１５Ａに示したように、検出結果を出力する処理を終了する。
【０１２９】
また、音源数が増加した音源領域がない場合（ステップＳ１０２３；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、異常が検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０２４及びＳ１０２５の処理を省略して検出結果を出力する処理を終了する。また、音源数が増加した音源領域における音源数が増加してからの経過時間が第２の時間閾値ＴＨ２よりも短い場合（ステップＳ１０２４；Ｎｏ）も、異常状態検出部１０５ｂは、異常状態検出部１０５ｂは、異常が検出されなかったと判定する。よって、この場合も、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０２５の処理を省略して、検出結果を出力する処理を終了する。
【０１３０】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示した検出結果を出力する処理の変形例において、検出結果出力部１０５は、音源の不検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上になると第１の注意信号を出力する。そのため、上記の変形例においても、音源を検出する空間から遠隔の地にいる者に対し、音源が長時間検出されないという異常状態の発生を通知することが可能である。
【０１３１】
また、上記の変形例において、検出結果出力部１０５は、音源領域の音源数が増加した状態であり、かつ音源数が増加してからの経過時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上になると、第２の注意信号を出力する。
【０１３２】
例えば、音源を検出する空間が住宅内等である場合、空間内にいる人物や各種装置等が音を発することにより、人物や装置等が音源として検出される。そのため、住宅で換気扇等の音源となり得る装置を日常的に動作させている場合、その装置が第１の音源として長時間検出され続けることがある。このような状況下で、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見て第１の音源と略同一方向に第２の音源が発生すると、音源検出装置１は、第１の音源が存在する音源領域の音源数が増加したこと（第２の音源が発生したこと）を検出する。第２の音源として検出される音源は、住宅で生活している人物であることのほか、第１の音源とは別の装置であることも考えられる。第２の音源として検出される音源が住宅で生活している人物、或いは当該人物が操作している装置である場合、これら人物や装置が長時間音を発し続けることは少ない。そのため、音源領域の音源数が増加した状態が長時間継続している場合、音源領域において何らかの異常が発生している可能性がある。従って、音源領域の音源数が増加した状態が長時間続いた場合に注意信号を出力することで、音源検出装置１の利用者は、未確定の音源が長時間存在し続ける異常が発生した可能性を早期に知ることができ、異常への対処を早期に行うことが可能となる。
【０１３３】
［第４の実施形態］
図１６は、第４の実施形態に係る音源検出装置の機能的構成を示す図である。
【０１３４】
図１６に示すように、本実施形態に係る音源検出装置１は、音声信号受付部１０１と、変換部１０２と、位相差算出部１０３と、音源領域／音源数検出部１０４と、検出結果出力部１０５と、音源情報管理部１０６と、を備える。
【０１３５】
音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２を含むマイクアレイからの音声信号の入力を受け付ける。また、音声信号受付部１０１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号を、それぞれ、音源検出処理の処理単位（フレーム）に分割する。
【０１３６】
変換部１０２は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力された時間領域の音声信号をフレーム毎に周波数スペクトルに変換する。周波数スペクトルは、振幅スペクトルと位相スペクトルとを含む。
【０１３７】
位相差算出部１０３は、第１の周波数スペクトルにおける位相スペクトルと、第２の周波数スペクトルにおける位相スペクトルとに基づいて、１フレーム分の周波数スペクトルにおける各周波数成分の位相スペクトル差（位相差）を算出する。第１の周波数スペクトルは第１のマイク２０１から入力された音声信号の周波数スペクトルであり、第２の周波数スペクトルは第２のマイク２０２から入力された音声信号の周波数スペクトルである。位相差算出部１０３は、１フレーム分の周波数スペクトルにおける全周波数成分の位相差を算出してもよいし、振幅スペクトルが推定した定常雑音の振幅レベルよりも大きい周波数成分の位相差のみを算出してもよい。
【０１３８】
音源領域／音源数検出部１０４は、位相差算出部１０３で算出した各周波数成分の位相差に基づいて、音源が存在する位相差領域及び音源数を決定する。図１６では省略しているが、音源領域／音源数検出部１０４は、周波数成分数算出部１０４ａと、位相差成分比率算出部１０４ｂと、成分比率遷移情報算出部１０４ｃと、成分比率保持部１０４ｄと、を含む。
【０１３９】
検出結果出力部１０５は、音源領域／音源数検出部１０４の処理結果に基づいて、音源検出処理の結果を外部装置に出力する。検出結果出力部１０５は、継続時間計測部１０５ａと、異常状態検出部１０５ｂと、注意信号出力部１０５ｃと、検出音源情報保持部１０５ｄと、を含む。
【０１４０】
音源情報管理部１０６は、音源を検出する空間における特定の音源についての情報（音源情報）を管理する。例えば、音源を検出する空間が住宅内である場合、特定の音源は、テレビ、換気扇、水道等である。音源情報管理部１０６は、音源情報登録部１０６ａと、音源情報保持部１０６ｂとを含む。
【０１４１】
音源情報登録部１０６ａは、特定の音源のみが音を発した状態における周波数成分毎の位相差（位相スペクトル差）に基づいて当該音源についての音源情報を生成する。生成する音源情報は、特定の音源が存在する位相差領域（音源領域）の情報を含む。音源情報登録部１０６ａは、生成した音源情報を音源情報保持部１０６ｂに保持（記憶）させる。音源情報保持部１０６ｂが保持する音源情報は、検出結果出力部１０５の異常状態検出部１０５ｂが異常状態を検出する際に参照する。
【０１４２】
本実施形態の音源検出装置１は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートに沿った音源検出処理とは別に、音源を検出する空間における特定の音源についての音源情報を生成して登録する処理を行う。音源情報を登録する処理を行う場合、音源を検出する空間を、特定の音源のみが音を発している状態にする。その後、音源検出装置１のオペレータは、図１６には示していない操作部を操作して、音源検出装置１を、音源情報を登録するモードで動作させる。このとき、音源検出装置１は、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から入力される音声信号を周波数スペクトルに変換し、周波数成分毎の位相差を算出する。音声信号を周波数スペクトルに変換する処理は変換部１０２が行う。周波数成分毎の位相差を算出する処理は位相差算出部１０３が行う。また、音源情報を登録するモードで動作している場合、位相差算出部１０３は、算出した各周波数成分の位相差を、音源情報管理部１０６に送信する。音源情報管理部１０６は、位相差算出部１０３から受け取った各周波数成分の位相差に基づいて音源情報を生成し、生成した音源情報を音源情報保持部１０６ｂに保持させる。音源情報管理部１０６（音源情報登録部１０６ａ）は、例えば、各周波数成分の位相差に基づいて各位相差領域の周波数成分数を算出し、周波数成分数が最も多い位相差領域を登録対象の特定の音源についての音源領域に決定する。なお、上記の特定の音源についての音源領域を決定する処理は、音源情報管理部１０６（音源情報登録部１０６ａ）の代わりに、音源領域／音源数検出部１０４が行ってもよい。
【０１４３】
上記の手順で音源情報を登録した後、音源検出装置１を用いた音源検出処理を開始する際には、音源検出装置１のオペレータが図１６には示していない操作部を操作し、音源検出装置１を、音源検出処理を行うモードで動作させる。音源検出処理を開始させると、音源検出装置１は、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートに沿った音源検出処理を行う。この際、音源検出装置１の検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理（ステップＳ１０）として、図１７Ａ〜図１７Ｄに示す処理を行う。
【０１４４】
図１７Ａは、第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。図１７Ｂは、第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。図１７Ｃは、第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その３）である。図１７Ｄは、第４の実施形態に係る検出結果を出力する処理の内容を説明するフローチャート（その４）である。
【０１４５】
本実施形態に係る検出結果を出力する処理において、検出結果出力部１０５は、図１７Ａに示すように、まず、音源領域／音源数検出部１０４から取得した音源領域及び音源数の検出結果を保持する（ステップＳ１０３１）。検出結果出力部１０５は、音源領域及び音源数の検出結果とフレームの番号ｘとを対応付けて検出音源情報保持部１０５ｄに保持する。
【０１４６】
次に、検出結果出力部１０５は、検出した音源領域と、登録された音源情報に含まれる音源領域とを比較する（ステップＳ１０３２）。ステップＳ１０３２の処理は、異常状態検出部１０５ｂが行う。異常状態検出部１０５ｂは、音源情報管理部１０６の音源情報保持部１０６ｂが保持している音源情報を読み出し、音源情報に音源領域として登録されている位相差領域と、音源領域／音源数検出部１０４において音源領域として検出した位相差領域とを比較する。
【０１４７】
次に、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録されていない位相差領域のなかに音源が検出された位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０３３）。音源領域に登録されていない位相差領域から音源が検出された場合（ステップＳ１０３３；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、ステップＳ１０３４〜Ｓ１０３７の処理を行う。ステップＳ１０３４〜Ｓ１０３７は、音源領域に登録されていない位相差領域に未知の音源が所定時間存在するという第１の異常状態を検出するために行う処理である。一方、音源領域に登録されていない位相差領域から音源が検出されなかった場合（ステップＳ１０３３；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、ステップＳ１０３８〜Ｓ１０４１の処理を行う。ステップＳ１０３８〜Ｓ１０４１は、音源領域に登録されていない位相差領域から音源が検出されない状態が所定時間以上継続しているという第２の異常状態を検出するために行う処理である。
【０１４８】
第１の異常状態を検出する処理を行う場合、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録されていない位相差領域のうちの音源が検出された位相差領域を処理対象として、ステップＳ１０３４〜Ｓ１０３７の処理を行う。この場合、異常状態検出部１０５ｂは、まず、該当する位相差領域（処理対象の位相差領域）のなかに音源の検出継続時間を計測していない位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０３４）。
【０１４９】
検出継続時間を計測していない位相差領域がない場合（ステップＳ１０３４；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上である位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０３６）。また、検出継続時間を計測していない位相差領域がある場合（ステップＳ１０３４；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに、該当する位相差領域に対する検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０３５）。その後、異常状態検出部１０５ｂは、検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上である位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０３６）。
【０１５０】
ステップＳ１０３６では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録されていない位相差領域のうちの音源が検出された位相差領域を判定対象とする。検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上である位相差領域がある場合（ステップＳ１０３６；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第１の注意信号を出力させる（ステップＳ１０３７）。ステップＳ１０３７の処理において、注意信号出力部１０５ｃは、例えば、未知の音源が所定時間以上存在し続けていることを通知するメッセージを含む電子メールを、予め登録してあるメールアドレスに宛てて送信する処理を行う。その後、異常状態検出部１０５ｂは、図１７Ｃに示した、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源が検出されなかった位相差領域があるか否かの判定を行う（ステップＳ１０４２）。また、検出継続時間が第１の時間閾値ＴＨ１以上である位相差領域はない場合（Ｓ１０３６；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０３７の処理を省略し、次に、ステップＳ１０４２の判定を行う。
【０１５１】
一方、第２の異常状態を検出する処理を行う場合、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録されていない全ての位相差領域を処理対象として、図１７Ｂに示したステップＳ１０３８〜Ｓ１０４１の処理を行う。この場合、異常状態検出部１０５ｂは、まず、音源領域に登録されていない位相差領域のなかに音源の不検出継続時間を計測していない位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０３８）。
【０１５２】
処理対象の全ての位相差領域において不検出継続時間を計測している場合（ステップＳ１０３８；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、不検出継続時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上である位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４０）。また、不検出継続時間を計測していない位相差領域がある場合（ステップＳ１０３８；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに、該当する位相差領域に対する不検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０３９）。なお、ステップＳ１０３９において、異常状態検出部１０５ｂは、処理対象の位相差領域のなかに音源の検出継続時間を計測中の位相差領域がある場合、当該位相差領域に対する検出継続時間の計測を終了させる。その後、異常状態検出部１０５ｂは、不検出継続時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上である位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４０）。
【０１５３】
ステップＳ１０４０では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録されていない全ての位相差領域を判定対象とする。不検出継続時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上である位相差領域がある場合（ステップＳ１０４０；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第２の注意信号を出力させる（ステップＳ１０４１）。ステップＳ１０４１の処理では、注意信号出力部１０５ｃは、例えば、音源領域に登録していない位相差領域から所定時間以上音源が検出されなかったことを通知するメッセージを含む電子メールを、予め登録してあるメールアドレスに宛てて送信する処理を行う。その後、異常状態検出部１０５ｂは、図１７Ｃに示した、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源が検出されなかった位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４２）。また、不検出継続時間が第２の時間閾値ＴＨ２以上である位相差領域はない場合（Ｓ１０４０；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０４１の処理を省略し、次に、ステップＳ１０４２の判定を行う。
【０１５４】
上記の第１の異常状態を検出する処理及び第２の異常状態を検出する処理は、それぞれ、音源領域に登録されていない位相差領域についての異常状態を検出する処理である。これに対し、ステップＳ１０４２以降の処理は、音源領域に登録された位相差領域についての異常状態を検出する処理である。
【０１５５】
ステップＳ１０４２では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源が検出されなかった位相差領域があるか否かを判定する。音源領域に登録された位相差領域のなかに音源が検出されなかった位相差領域がある場合（ステップＳ１０４２；Ｙｅｓ）、異常状態検出部０１５ｂは、次に、図１７Ｃに示したステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６の処理を行う。ステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６は、音源領域に登録された位相差領域から所定期間以上音源が検出されないという第３の異常状態を検出するために行う処理である。ステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６の後、異常状態検出部０１５ｂは、図１７Ｄに示した、ステップＳ１０４７及びＳ１０４８の処理と、ステップＳ１０４９〜Ｓ１０５１の処理とを行う。ステップＳ１０４７及びＳ１０４８は、音源の検出継続時間を計測していない位相差領域に対する検出継続時間の計測を開始させる処理である。また、ステップＳ１０４９〜Ｓ１０５１は、音源領域に登録された位相差領域から未知の音源が所定期間以上存在し続けているという第４の異常状態を検出するために行う処理である。一方、音源領域に登録された全ての位相差領域から音源が検出された場合（ステップＳ１０４２；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６の処理を省略し、ステップＳ１０４７〜Ｓ１０５１の処理を行う。
【０１５６】
第３の異常状態を検出する処理を行う場合、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のうちの音源が検出されなかった位相差領域を処理対象として、ステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６の処理を行う。この場合、異常状態検出部１０５ｂは、まず、該当する位相差領域（処理対象の位相差領域）のなかに音源の不検出継続時間を計測していない位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４３）。
【０１５７】
不検出継続時間を計測していない位相差領域がある場合（ステップＳ１０４３；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに、該当する位相差領域に対する不検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０４４）。なお、ステップＳ１０４４において、異常状態検出部１０５ｂは、処理対象の位相差領域のなかに音源の検出継続時間を計測中の位相差領域がある場合、当該位相差領域に対する検出継続時間の計測を終了させる。その後、異常状態検出部１０５ｂは、不検出継続時間が第３の時間閾値ＴＨ３以上である位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４５）。また、該当する全ての位相差領域の不検出継続時間を計測している場合（ステップＳ１０４３；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０４４の処理を省略し、ステップＳ１０４５の判定を行う。
【０１５８】
ステップＳ１０４５では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のうちの音源が検出されなかった位相差領域を判定対象とする。不検出継続時間が第３の時間閾値ＴＨ３以上である位相差領域がある場合（ステップＳ１０４５；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第３の注意信号を出力させる（ステップＳ１０４６）。ステップＳ１０４６の処理では、注意信号出力部１０５ｃは、例えば、登録された音源が所定期間以上検出されないことを通知するメッセージを含む電子メールを、予め登録してあるメールアドレスに宛てて送信する処理を行う。その後、異常状態検出部１０５ｂは、図１７Ｄに示した、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源の検出継続時間を計測していない位相差領域があるか否かの判定を行う（ステップＳ１０４７）。また、不検出継続時間が第３の時間閾値ＴＨ３以上である位相差領域はない場合（Ｓ１０４５；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０４６の処理を省略し、次に、ステップＳ１０４７の判定を行う。
【０１５９】
一方、第３の異常状態を検出する処理を行わない場合（ステップＳ１０４２；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、図１７Ｃに示したステップＳ１０４３〜Ｓ１０４６の処理を省略し、次に、ステップＳ１０４７の判定を行う。
【０１６０】
ステップＳ１０４７では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源の検出継続時間を計測していない位相差領域があるか否かを判定する。検出継続時間を計測していない位相差領域がある場合（ステップＳ１０４７；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、継続時間計測部１０５ａに、該当する位相差領域に対する検出継続時間の計測を開始させる（ステップＳ１０４８）。なお、ステップＳ１０４８において、異常状態検出部１０５ｂは、処理対象の位相差領域のなかに音源の不検出継続時間を計測中の位相差領域がある場合、当該位相差領域に対する不検出継続時間の計測を終了させる。その後、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のなかに音源数が増加した状態の位相差領域があるか否かを判定する（ステップＳ１０４９）。また、音源領域に登録された全ての位相差領域において検出継続時間を計測している場合（ステップＳ１０４７；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、ステップＳ１０４８の処理を省略し、次に、ステップＳ１０４９の判定を行う。
【０１６１】
ステップＳ１０４９では、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域のうちの音源が検出された位相差領域を判定対象とする。異常状態検出部１０５ｂは、音源領域及び音源数の検出結果に基づいて、音源数が増加した状態の位相差領域（音源領域）があるか否かを判定する。音源数が増加した状態の位相差領域がある場合（ステップＳ１０４９；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、次に、音源数が増加してからの経過時間が第４の時間閾値ＴＨ４以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５０）。異常状態検出部１０５ｂは、例えば、検出音源情報保持部１０５ｄで保持している音源領域及び音源数の検出結果の履歴に基づいて音源数が増加してからの経過時間を算出し、第４の時間閾値ＴＨ４と比較する。音源数が増加してからの経過時間が第４の時間閾値ＴＨ４以上である場合（ステップＳ１０５０；Ｙｅｓ）、異常状態検出部１０５ｂは、注意信号出力部１０５ｃに第４の注意信号を出力させる（ステップＳ１０５１）。ステップＳ１０５１の処理では、注意信号出力部１０５ｃは、例えば、音源領域に登録された位相差領域に未知の音源が所定時間以上存在し続けることを通知するメッセージを含む電子メールを、予め登録してあるメールアドレスに宛てて送信する処理を行う。ステップＳ１０５１の処理が行われると、検出結果出力部１０５は、検出結果を出力する処理を終了する（リターン）。
【０１６２】
一方、音源数が増加した状態の位相差領域がない場合（ステップＳ１０４９；Ｎｏ）、異常状態検出部１０５ｂは、音源領域に登録された位相差領域に未知の音源が所定時間以上存在し続けるという第４の異常状態は検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０５０及びＳ１０５１の処理を省略し、検出結果を出力する処理を終了する。また、音源数が増加した状態の位相差領域における音源数が増加してからの経過時間が第４の時間閾値ＴＨ４よりも短い場合（ステップＳ１０５０；Ｎｏ）も、異常状態検出部１０５ｂは、第４の異常状態は検出されなかったと判定する。この場合、検出結果出力部１０５は、ステップＳ１０５１の処理を省略し、検出結果を出力する処理を終了する。
【０１６３】
このように、本実施形態に係る音源検出処理では、予め音源領域として登録してある位相差領域とは異なる位相差領域における音源の検出結果の時間変化に基づいて、音源を検出する空間における異常状態を検出する。そのため、住宅内を音源の検出対象とする場合、テレビ、換気扇、水道等の特定の位置に固定された音源が存在する位相差領域を音源領域として登録しておくことで、これらの音源とは異なる音源が発生したことを早期に検出することができる。また、本実施形態に係る音源検出処理では、音源領域として登録した位相差領域以外の位相差領域から長時間音源が検出されない場合にも注意信号を出力する。そのため、例えば、住宅内（音源を検出する空間）で生活している人物に何らかの異常が発生して音を発する行為を行えなくなった場合にも、異常を早期に検出することができる。
【０１６４】
更に、本実施形態に係る音源検出処理では、音源領域に登録された位相差領域で音源数の増加した状態が長時間続いた場合にも注意信号を出力する。そのため、第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２から見て登録してある音源と略同一の方向に、未登録の音源が長時間存在し続ける異常状態を早期に検出することができる。
【０１６５】
加えて、本実施形態に係る音源検出処理では、音源領域に登録された位相差領域から音源が検出されない状態が長時間続いた場合に、注意信号を出力する。音源を検出する空間が住宅内である場合、例えば、テレビ、換気扇、水道等の日常生活において使用頻度の高い装置を音源として登録する。そのため、音源に登録した使用頻度の高い装置が音源として検出されない状態が長時間続いた場合、登録した装置に何らかの異常が発生して動作しないこと、或いは住宅で生活する人物が登録した装置を使用できない状態になっていることが考えられる。よって、本実施形態のように音源領域に登録された位相差領域から音源が検出されない状態が長時間続いた場合に注意信号を出力することにより、利用者は、登録した音源に異常が発生した可能性を早期に知ることができる。
【０１６６】
なお、第１〜第４の実施形態で示した音源検出装置１の機能的構成は一例に過ぎず、各実施形態で説明した音源検出処理を実行可能であれば他の構成であってもよい。例えば、音源検出装置１は、撮像装置により撮像された音源を検出する空間の画像を取得し、異常状態を検出した際に注意信号とともに取得した画像を外部装置に出力する構成にすることも可能である。
【０１６７】
また、図２Ａ及び図２Ｂに示したフローチャートは、音源検出処理の一例に過ぎず、処理内容や処理手順は適宜変更可能である。同様に、図３Ａ及び図３Ｂに示したフローチャートは、音源数特定処理の一例に過ぎず、処理内容や処理手順は適宜変更可能である。更に、図１２に示したフローチャートは、位相スペクトル差を算出する処理の一例に過ぎず、処理内容や処理手順は適宜変更可能である。加えて、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂ、並びに図１７Ａ〜図１７Ｄに示したフローチャートは、いずれも検出結果を出力する処理の例に過ぎず、処理内容や処理手順は適宜変更可能である。
【０１６８】
また、第１〜第４の実施形態に係る音源検出装置１は、例えば、コンピュータと、当該コンピュータに実行させるプログラムとを用いて実現することが可能である。以下、コンピュータとプログラムとを用いて実現される音源検出装置について、図１８を参照して説明する。
【０１６９】
図１８は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
図１８に示すように、コンピュータ７は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）７０１と、主記憶装置７０２と、補助記憶装置７０３と、入力装置７０４と、出力装置７０５と、を備える。また、コンピュータ７は、インタフェース装置７０６と、通信制御装置７０７と、記憶媒体駆動装置７０８と、を備える。コンピュータ７におけるこれらの要素７０１〜７０８は、バス７１０により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
【０１７０】
ＣＰＵ ７０１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することによりコンピュータ７の全体の動作を制御する演算処理装置である。
【０１７１】
主記憶装置７０２は、図示しないRead Only Memory（ＲＯＭ）及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を含む。主記憶装置７０２のＲＯＭには、例えばコンピュータ７の起動時にＣＰＵ ７０１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。また、主記憶装置７０２のＲＡＭ は、ＣＰＵ ７０１が各種のプログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する。主記憶装置７０２のＲＡＭは、例えば、処理対象の音声信号についての周波数スペクトル、各周波数成分の位相差、位相差成分比率等の記憶に利用可能である。
【０１７２】
補助記憶装置７０３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）やSolid State Drive（ＳＳＤ）等の主記憶装置７０２に比べて容量の大きい記憶装置である。補助記憶装置７０３には、ＣＰＵ ７０１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等を記憶させることができる。補助記憶装置７０３は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示した処理等を含む音源検出プログラムの記憶に利用可能である。また、補助記憶装置７０３は、例えば、処理対象の音声信号についての周波数スペクトル、周波数成分毎の位相差、位相差成分比率、特定の音源についての音源情報等の記憶に利用可能である。
【０１７３】
入力装置７０４は、例えばキーボード装置やタッチパネル装置である。コンピュータ７のオペレータ（利用者）が入力装置７０４に対し押下する等の操作を行うと、入力装置７０４は、その操作内容に対応付けられている入力情報をＣＰＵ ７０１に送信する。入力装置７０４は、例えば、コンピュータ７（音源検出装置１）の起動や動作の終了、動作モードの切り替え等に用いる。
【０１７４】
出力装置７０５は、例えば、液晶ディスプレイやプリンタ等である。出力装置７０５は、例えば、コンピュータ７（音源検出装置１）の動作状態の表示等に用いる。
【０１７５】
インタフェース装置７０６は、コンピュータ７と他の電子装置等とを接続する装置であり、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）規格のコネクタ等を備える。インタフェース装置７０６によりコンピュータ７と接続可能な装置には、複数のマイクロフォンを含むマイクロフォンアレイ２がある。
【０１７６】
通信制御装置７０７は、電話網やインターネット等のネットワーク８を介したコンピュータ７と他の通信端末９との各種通信を制御する装置である。通信制御装置７０７は、例えば、異常状態を検出した際の注意情報の出力に用いる。
【０１７７】
記憶媒体駆動装置７０８は、図示しない可搬型記憶媒体に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置７０３に記憶されたデータ等の可搬型記憶媒体への書き込みを行う。可搬型記憶媒体としては、例えば、ＵＳＢ規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリが利用可能である。また、可搬型記憶媒体としては、Compact Disk（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（Blu-rayは登録商標）等の光ディスクも利用可能である。
【０１７８】
コンピュータ７は、ＣＰＵ ７０１が補助記憶装置７０３等から図２Ａ及び図２Ｂの処理を含むプログラムを読み出して実行し、マイクロフォンアレイ２から入力された音声信号に基づいて音源領域及び音源数を検出する処理を行う。また、コンピュータ７は、音源領域及び音源数の検出結果に基づいて異常状態を検出する処理を行い、異常状態が発生した場合には、通信制御装置７０７を用いて所定の通信端末９に対し注意信号を出力する。
【０１７９】
なお、音源検出装置１として用いるコンピュータ７は、図１８に示した全ての構成要素を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の構成要素を省略することも可能である。例えば、コンピュータ７は、記憶媒体駆動装置７０８が省略されたものであってもよい。また、例えば、コンピュータ７は、マイクロフォンアレイ２がプリント回路板に直接接続されており、インタフェース装置７０６が省略されたものであってもよい。
【０１８０】
以上記載した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号の周波数スペクトルに基づいて、前記音声信号における周波数成分毎の位相差を算出する位相差算出部と、
算出した前記周波数成分毎の位相差に基づいて、音源が存在する方向及び音源数を検出する音源検出部と、を備え、
前記音源検出部は、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出する周波数成分数算出部と、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出する位相差成分比率算出部と、
前記周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、前記周波数成分数の比率の遷移情報を算出する遷移情報算出部と、を含み、
当該音源検出部は、前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて前記音源が存在する位相差領域を決定するとともに、前記周波数成分数の比率の遷移情報に基づいて前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
ことを特徴とする音源検出装置。
（付記２）
前記音源検出部は、前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率の変化量が所定の変化量を超えた場合に、当該位相差領域内の音源数が変化したと判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の音源検出装置。
（付記３）
前記音源検出部は、
前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率が所定の閾値以上になった場合に、当該位相差領域内の音源数が増加したと判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の音源検出装置。
（付記４）
前記音源検出部は、
前記複数の位相差領域から前記周波数成分数が多い順に所定数の位相差領域を抽出し（Ｓ６）、抽出した前記所定数の位相差領域における周波数成分数に基づいて前記音源が存在する位相差領域を決定する、
ことを特徴とする付記１に記載の音源検出装置。
（付記５）
前記マイクから取得した前記音声信号に含まれる定常雑音の振幅レベルを推定する定常雑音推定部、を更に備え、
前記位相差算出部は、前記音声信号の周波数スペクトルにおける前記周波数成分のうち振幅スペクトルが前記定常雑音の振幅レベルよりも大きい周波数成分の位相差を算出する、
ことを特徴とする付記１に記載の音源検出装置。
（付記６）
前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果に基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する異常状態検出部を、更に備える、
ことを特徴とする付記１に記載の音源検出装置。
（付記７）
前記異常状態検出部は、前記音源が検出されない状態の継続時間に基づいて前記異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記６に記載の音源検出装置。
（付記８）
前記異常状態検出部は、
前記音源が存在する位相差領域における前記音源数が増加した状態の継続時間に基づいて前記異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記６に記載の音源検出装置。
（付記９）
前記音源が存在する位相差領域を示す情報を含む音源情報を保持する音源情報保持部、を更に備え、
前記異常状態検出部は、前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果と、前記音源情報とに基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記６に記載の音源検出装置。
（付記１０）
前記異常状態検出部は、
前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域を除く他の位相差領域から音源が検出されない状態が所定時間以上継続した場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記９に記載の音源検出装置。
（付記１１）
前記異常状態検出部は、
前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域を除く他の位相差領域のなかに、音源が検出された状態が所定時間以上継続している位相差領域がある場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記９に記載の音源検出装置。
（付記１２）
前記異常状態検出部は、
前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域のなかに前記音源検出部で音源が検出されなかった位相差領域があり、かつ当該音源が検出されなかった位相差領域における前記音源が検出されない状態が所定の時間継続した場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記９に記載の音源検出装置。
（付記１３）
前記異常状態検出部は、
前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域のなかに、前記音源数が増加した状態が所定時間以上継続している位相差領域がある場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記９に記載の音源検出装置。
（付記１４）
コンピュータが、
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号を周波数スペクトルに変換して周波数成分毎の位相差を算出し、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出し、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定し、
前記位相差領域毎の周波数成分に基づいて、前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出し、
前記周波数成分数の比率の時間変化に基づいて、前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
処理を実行することを特徴とする音源検出方法。
（付記１５）
前記音源数を決定する処理では、前記コンピュータは、前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率の変化量が所定の変化量を超えた場合に、当該位相差領域内の音源数が変化したと判定する、
ことを特徴とする付記１４に記載の音源検出方法。
（付記１６）
前記音源数を決定する処理では、前記コンピュータは、前記音源が存在する位相差領域の前記周波数成分数の比率が所定の閾値以上になった場合に、当該位相差領域内の音源数が増加したと判定する、
ことを特徴とする付記１４に記載の音源検出方法。
（付記１７）
前記音源が存在する位相差領域を決定する処理では、前記コンピュータは、前記複数の位相差領域から前記周波数成分数が多い順に所定数の位相差領域を抽出し、抽出した前記所定数の位相差領域における周波数成分数に基づいて前記音源が存在する位相差領域を決定する、
ことを特徴とする付記１４に記載の音源検出方法。
（付記１８）
前記位相差を算出する処理では、前記コンピュータは、前記マイクから取得した前記音声信号に含まれる定常雑音の振幅レベルを前記周波数成分毎に推定し、前記音声信号の周波数スペクトルにおける前記周波数成分のうち振幅スペクトルが前記定常雑音の振幅レベルよりも大きい周波数成分の位相差を算出する、
ことを特徴とする付記１４に記載の音源検出方法。
（付記１９）
前記コンピュータが、更に、前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果に基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する処理、を実行する
ことを特徴とする付記１４に記載の音源検出方法。
（付記２０）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源が検出されない状態の継続時間に基づいて前記異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記１９に記載の音源検出方法。
（付記２１）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源が存在する位相差領域における前記音源数が増加した状態の継続時間に基づいて前記異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記１９に記載の音源検出方法。
（付記２２）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源の存在する位相差領域及び前記音源数の検出結果と、記憶部に記憶させた前記音源が存在する位相差領域を示す情報を含む音源情報とに基づいて、前記音源の検出対象空間における異常状態を検出する、
ことを特徴とする付記１９に記載の音源検出方法。
（付記２３）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域を除く他の位相差領域から音源が検出されない状態が所定時間以上継続した場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記２２に記載の音源検出方法。
（付記２４）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域を除く他の位相差領域のなかに、音源が検出された状態が所定時間以上継続している位相差領域がある場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記２２に記載の音源検出方法。
（付記２５）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域のなかに前記音源検出部で音源が検出されなかった位相差領域があり、かつ当該音源が検出されなかった位相差領域における前記音源が検出されない状態が所定の時間継続した場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記２２に記載の音源検出方法。
（付記２６）
前記異常状態を検出する処理では、前記コンピュータは、前記前記音源情報における前記音源が存在する位相差領域のなかに、前記音源数が増加した状態が所定時間以上継続している位相差領域がある場合に、前記異常状態であると判定する、
ことを特徴とする付記２２に記載の音源検出方法。
（付記２７）
マイクアレイ装置の複数のマイクから取得した複数の音声信号を周波数スペクトルに変換して周波数成分毎の位相差を算出し、
前記マイクに到来する音の到来方向に基づいて分割された複数の位相差領域と、算出した前記周波数成分毎の位相差とに基づいて、前記位相差領域毎の周波数成分数を算出し、
算出した前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、音源が存在する位相差領域を決定し、
前記位相差領域毎の周波数成分数に基づいて、前記音声信号における前記複数の位相差領域の周波数成分数の比率を算出し、
前記周波数成分の比率の時間変化に基づいて、前記音源が存在する位相差領域内の音源数を決定する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１８１】
１  音源検出装置
１０１  音声信号受付部
１０２  変換部
１０３  位相差算出部
１０４  音源領域／音源数検出部
１０４ａ  周波数成分数算出部
１０４ｂ  位相差成分比率算出部
１０４ｃ  成分比率遷移情報算出部
１０４ｄ  成分比率保持部
１０５  検出結果出力部
１０５ａ  継続時間計測部
１０５ｂ  異常状態検出部
１０５ｃ  注意信号出力部
１０５ｄ  検出音源情報保持部
１０６  音源情報管理部
１０６ａ  音源情報登録部
１０６ｂ  音源情報保持部
２  マイクロフォンアレイ
２０１，２０２  マイクロフォン
４０１，４０２  音源
７  コンピュータ
７０１  ＣＰＵ
７０２  主記憶装置
７０３  補助記憶装置
７０４  入力装置
７０５  出力装置
７０６  インタフェース装置
７０７  通信装置
７０８  記憶媒体駆動装置
７１０  バス
８  ネットワーク
９  通信端末
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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