[发明专利]声源方向估计装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及声源方向估计装置以及方法，例如可应用于对声源相对于头部等身体部位的方向进行估计的情况下的声源方向估计装置以及方法。

背景技术

人类根据左右耳听到的声音的差异来识别声源的方向、距离。左右耳听到的声音的差异起因于从声源到左右耳的距离的差异即声音在空间中传播时被赋予的特性(频率特性、相位特性、音量等)的差异。通过针对来自某个声源的信号，有意地附加该特性的差异，由此可识别为任意的方向、距离。作为表示声源到达耳朵时被附加的特性的函数，公知有被称为HRTF(头部传递函数)的函数。预先测定从声源到耳朵的HRTF，将其附加在声源信号中，由此可识别为从声源听到声音。并且，检测头部的动作，当头部向右旋转时使声源位置向左移动，当头部向左旋转时使声源位置向右移动，由此可识别为宛如声源位于固定的位置。

一直以来，作为检测头部相对于声源的方向和动作的方法，存在使用GPS(全球定位系统)的方法(参照专利文献1)、使用加速度传感器的方法(参照专利文献2)、使用地磁传感器的方法(参照专利文献3)等。

专利文献1：日本特开2002-267737

专利文献2：日本特开2003-139536

专利文献3：日本特开2003-167039

上述专利文献1～专利文献3所述的方法均存在需要专用的硬件、装置规模和成本增大的课题。

发明内容

本发明鉴于上述的课题而提出，提供硬件规模小且估计精度高的声源方向估计装置以及方法。

第1发明的声源方向估计装置的特征在于，该声源方向估计装置具有：(1)采集声音的多个声音采集单元；(2)逆特性保持单元，其针对多个不同的位置，预先对空间传递函数的逆特性进行保持，该空间传递函数是在声源位于某个位置的情况下，来自该声源的声音传递到各个所述声音采集单元的位置时的空间传递函数；(3)声源位置声音信号估计单元，其对各个所述声音采集单元采集的声音信号应用针对该声音采集单元所保持的多个位置的空间传递函数的逆特性，来估计所采集的声音信号的声源位置处的声音信号；(4)判定用函数生成单元，其得到判定用函数，该判定用函数针对每个位置示出利用不同的采集声音信号而估计的多个声源位置处的声音信号的一致性；(5)方向信息取得单元，其根据所生成的判定用函数，得到连接多个所述声音采集单元和与所采集的声音相关的声源的方向的信息。

第2发明的声源方向估计方法的特征在于，该声源方向估计方法包括：声音采集步骤，使多个声音采集单元采集声音信号；逆特性保持步骤，针对多个不同的位置，预先对空间传递函数的逆特性进行保持，该空间传递函数是在声源位于某个位置的情况下，来自该声源的声音传递到各个所述声音采集单元的位置时的空间传递函数；声源位置声音信号估计步骤，对各个所述声音采集单元采集的声音信号应用针对该声音采集单元所保持的多个位置的空间传递函数的逆特性，来估计所采集的声音信号的声源位置处的声音信号；判定用函数生成步骤，得到判定用函数，该判定用函数针对每个位置示出利用不同的采集声音信号而估计的多个声源位置处的声音信号的一致性；以及方向信息取得步骤，根据所生成的判定用函数，得到连接多个所述声音采集单元和与所采集的声音相关的声源的方向的信息。

根据本发明，可提供硬件规模小且估计精度高的声源方向估计装置以及方法。

附图说明

图1是为了说明第1实施方式的估计原理而示出一对麦克风的安装状态的说明图。

图2是为了说明第1实施方式的估计原理而示出声源与空间传递函数的路径之间的关系的说明图。

图3是示出第1实施方式的声源方向估计装置的结构的框图。

图4是示出第1实施方式的声场函数c(m)的一例的说明图。

图5是第2实施方式的估计原理的说明图。

图6是示出第2实施方式的声源方向估计装置的结构的框图。

图7是示出第1实施方式的声源方向估计装置的用途例的框图。

标号说明

100、100A 声源方向估计装置；101R 右耳用麦克风；101L 左耳用麦克风；102R 右耳用声源估计电路；102L 左耳用声源估计电路；103 声场生成电路；104 声源方向估计电路；105 头部方位估计电路。

具体实施方式

(A)第1实施方式

下面，参照附图，详细叙述将本发明的声源方向估计装置以及程序应用于估计从头部观察的声源的相对方向的第1实施方式。

(A-1)第1实施方式的估计原理