JP6633459B2 - Conversion device, method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、波を信号、または、信号を波に変換する変換技術に関する。なお、ここでいう波とは、音波や電磁波等を含むものである。音波は、周波数が20〜20kHz程度である。また、電磁波は、光波や電波等を含み、光波は、波長が400〜750nm(周波数は750THz〜400THz)程度の電磁波であり、電波は、周波数が3THz程度以下の電磁波である。また、ここでいう信号とは、情報を伝達するために記号化、符号化したものであって、その媒体としては、電気、音、光、電波等が考えられる。 The present invention relates to a conversion technique for converting a wave into a signal or a signal into a wave. Here, the waves include sound waves, electromagnetic waves, and the like. The sound wave has a frequency of about 20 to 20 kHz. Electromagnetic waves include light waves, radio waves, and the like. Light waves are electromagnetic waves having a wavelength of about 400 to 750 nm (frequency is about 750 THz to 400 THz), and radio waves are electromagnetic waves having a frequency of about 3 THz or less. In addition, the signal referred to here is a signal encoded and coded for transmitting information, and its medium may be electricity, sound, light, radio wave, or the like.
電気信号を音波に変換する変換手段としてスピーカがあり、複数個のスピーカからなるスピーカアレイの再生信号に対する信号処理は、長年検討されている。信号処理による指向性制御で再生したい方向の音の音圧を上げる技術は様々存在する。代表的なものは遅延和アレイなどである。しかし、これらの技術は基本的にスピーカの位置が固定であり、既知であることを前提に各種パラメータやフィルタ係数の設計を行う。スピーカの位置が未知である場合、所望の方向の音を強調する処理を適用することは困難である。 There is a speaker as a conversion means for converting an electric signal into a sound wave, and signal processing for a reproduction signal of a speaker array including a plurality of speakers has been studied for many years. There are various techniques for increasing the sound pressure of a sound in a direction to be reproduced by directivity control by signal processing. A typical example is a delay-and-sum array. However, these techniques basically design the various parameters and filter coefficients on the assumption that the position of the speaker is fixed and known. When the position of the speaker is unknown, it is difficult to apply processing for enhancing sound in a desired direction.
このような問題を解決する従来のアプローチは2つある。1つ目は、スピーカの位置が変わらないように完全に固定する方法である。端末へスピーカを搭載する場合はこの方法となる(非特許文献1参照)。 There are two conventional approaches to solving such problems. The first method is to completely fix the speaker so that the position of the speaker does not change. This method is used when a speaker is mounted on the terminal (see Non-Patent Document 1).
2つ目は、スピーカが未知の場所に位置しても、その系を測定することでパラメータを推定する、という方法である。例えば、事前に既知の信号を特定位置のマイクロホンで収音してスピーカ〜マイクロホン間の特性を測定するといった手法が知られている。 The second is a method of estimating parameters by measuring the system even if the speaker is located in an unknown place. For example, a method is known in which a known signal is picked up by a microphone at a specific position and characteristics between the speaker and the microphone are measured.
しかしながら、1つ目のアプローチの場合、ユーザはスピーカに関して、端末を開発したメーカ等が意図した利用用途にしか使うことができないという問題が生じる。 However, in the case of the first approach, there is a problem that the user can use the speaker only for the intended use of the manufacturer or the like who developed the terminal.
また、2つ目のアプローチの場合、上述の事前準備が必要となり、一般のユーザが行うにはハードルが高い。またユーザに準備を要求するシステムの場合、測定や推定のためのアルゴリズムなどを動作させるためにハードウェアや計算リソースを余計に必要とするため、リソースの乏しい端末に搭載することは望ましくないといえる。 Further, in the case of the second approach, the above-mentioned preparation is required, and the hurdle is high for general users to perform. In addition, in the case of a system that requires the user to prepare, it can be said that it is not desirable to mount the system on a terminal with scarce resources, because it requires extra hardware and computational resources to operate an algorithm for measurement and estimation. .
本発明は、信号を波に変換可能な複数個の変換部の位置関係を所定の制約の中で変更可能とし、メーカ等が意図した利用用途以外にもユーザが使うことができ、ユーザに特別な操作を要求せずに使うことができる変換装置、その方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention makes it possible to change the positional relationship between a plurality of converters capable of converting a signal into a wave within a predetermined constraint, so that the user can use it for purposes other than intended use by a manufacturer or the like. It is an object of the present invention to provide a conversion device, a method, and a program that can be used without requiring a simple operation.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、変換装置は、Mを2以上の整数の何れかとし、m=1,2,…,Mとし、信号を波に変換可能なM個の第m変換部と、M個の第m変換部を支持した状態で変形することで、M個の第m変換部の位置関係を変更する支持部とを含み、支持部は1つ以上の部材からなり、支持部が2つ以上の部材からなる場合には、ある部材は少なくとも1つの他の部材と繋がっている。 In order to solve the above problem, according to one embodiment of the present invention, a conversion device can convert a signal into a wave by setting M to any one of integers of 2 or more, m = 1, 2,. M m-th conversion units and a support unit that changes the positional relationship between the M m-th conversion units by deforming while supporting the M m-th conversion units, and the support unit is 1 In the case where the support portion is formed of two or more members and the support portion is formed of two or more members, one member is connected to at least one other member.
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、変換装置は、Mを2以上の整数の何れかとし、m=1,2,…,Mとし、信号を波に変換可能なM個の第m変換部と、M個の第m変換部の位置関係の変化を動的に検出し、M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係を取得する位置関係取得部とを含む。 To solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a conversion device converts M into any of integers of 2 or more, m = 1, 2,..., M, and converts a signal into a wave. Possible M m-th conversion units, and a position for dynamically detecting a change in the positional relationship between the M m-th conversion units and obtaining a dynamically changing positional relationship of the M m-th conversion units And a relationship acquisition unit.
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、変換装置は、Mを2以上の整数の何れかとし、m=1,2,…,Mとし、信号を波に変換可能なM個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向とM個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更部と、フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタ部とを含む。 To solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a conversion device converts M into any of integers of 2 or more, m = 1, 2,..., M, and converts a signal into a wave. Based on the dynamically changing positional relationship of the M possible m-th transform units, a filter obtained from a parameter indicating the relationship between a predetermined position or direction in space and the M-th m-th transform unit is calculated or It includes a parameter changing unit to be selected, and a filter unit that uses a filter to change the characteristics of a signal before being converted by the m-th conversion unit into a wave emitted at a predetermined position or direction in space.
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、変換方法は、Mを2以上の整数の何れかとし、m=1,2,…,Mとし、パラメータ変更部が、信号を波に変換可能なM個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向とM個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更ステップと、フィルタ部が、フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタステップとを含む。 In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, the conversion method is such that M is any integer of 2 or more, m = 1, 2,..., M, Based on the dynamically changing positional relationship of the M m-th converters capable of converting a signal into a wave, the parameter is obtained from a parameter indicating the relationship between a predetermined position or direction in space and the M m-th converters. A parameter changing step of calculating or selecting a filter to be applied, and a filter step in which the filter unit changes the characteristics of a signal before being converted by the m-th conversion unit into a wave emitted in a predetermined position or direction in space using the filter. And
本発明によれば、信号を波に変換可能な複数個の変換部の位置関係を所定の制約の中で変更可能とし、メーカ等が意図した利用用途以外にもユーザが使うことができ、ユーザに特別な操作を要求せずに使うことができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positional relationship of the several conversion part which can convert a signal into a wave can be changed within predetermined restrictions, and a user can use it for uses other than the intended use intended by the manufacturer or the like. It can be used without requiring any special operation.
以下、本発明の実施形態について、説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行うステップには同一の符号を記し、重複説明を省略する。以下の説明において、テキスト中で使用する記号「^」「→」等は、本来直前の文字の真上に記載されるべきものであるが、テキスト記法の制限により、当該文字の直後に記載する。式中においてはこれらの記号は本来の位置に記述している。また、ベクトルや行列の各要素単位で行われる処理は、特に断りが無い限り、そのベクトルやその行列の全ての要素に対して適用されるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings used in the following description, components having the same functions and steps for performing the same processing are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the following description, the symbols "^", " → ", etc. used in the text should be written immediately above the character immediately before it. However, due to restrictions on text notation, they are written immediately after the character. . In the formula, these symbols are described in their original positions. The processing performed for each element of a vector or matrix is applied to all elements of the vector or matrix unless otherwise specified.
<第一実施形態>
マイクロホンアレイに関してユーザが自由に配置を変更する場合、マイクロホンの位置もしくはパラメータを、その都度推定し、変更する必要がある。そこで、本実施形態では、マイクロホン等の変換部の位置関係に緩やかな物理的な制約を与え、最低限の情報を得るだけで変換部の位置関係を特定する。このような構成とすることで、変換部の位置の推定にコストをかけずに変換部を含む変換装置の形状を変えることができる。また、物理的な制約を緩やかにかけることで、変換部の間隔など性能に影響するような、ユーザに変更されたくない部分を固定しつつ、変換装置全体における変換部の配置についてユーザに自由度を与えることができるようになる。
<First embodiment>
When the user freely changes the arrangement of the microphone array, the position or parameter of the microphone needs to be estimated and changed each time. Therefore, in the present embodiment, a gradual physical restriction is imposed on the positional relationship between the conversion units such as the microphones, and the positional relationship between the conversion units is specified only by obtaining the minimum information. With such a configuration, the shape of the conversion device including the conversion unit can be changed without increasing the cost of estimating the position of the conversion unit. In addition, by loosely imposing physical constraints, the user does not have to change the position of the conversion unit in the conversion device as a whole while fixing a portion that does not want to be changed by the user such as affecting the performance of the conversion unit. Can be given.
図1は第一実施形態に係る変換装置100の機能ブロック図を、図2はその処理フローを、図3は外観図を示す。
FIG. 1 is a functional block diagram of the
変換装置100は、M個のマイクロホン101−m、支持部102、変形量取得部103、パラメータ変更部110、フィルタ部120、AD変換部107、周波数領域変換部108及び時間領域変換部109を含む。ただし、Mは2以上の整数の何れかであり、m=1,2,…,Mである。変換装置100は、M個のマイクロホン101−mで収音し、収音信号z1,z2,…,zMに対して、所定の方向から到来する音を強調するようにフィルタリング処理を行い、フィルタリング後の信号s1(t)を出力する。
The
M個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の構成を図4に示す。
FIG. 4 shows a configuration of a microphone movable unit (the configuration inside the broken line in FIG. 1) including the M microphones 101-m and the
変換装置100は、円柱状の物体(例えば棒等)に設置される。
The
<M個のマイクロホン101−m、支持部102>
M個のマイクロホン101−mを用いて収音し(s3)、アナログ信号(収音信号)をAD変換部107に出力する。なお、M個のマイクロホン101−mは等間隔に配置されているとする。ただし、等間隔でなくてもマイクロホン間隔が個々に既知であれば下記は実施可能である。
<M microphones 101-m,
Sound is collected using the M microphones 101-m (s3), and an analog signal (sound pickup signal) is output to the
M個のマイクロホン101−mは、支持部102に支持される。
The M microphones 101-m are supported by the
支持部102は、M個のマイクロホン101−mを支持した状態で変形することで、M個の第m変換部の位置関係を変更する。
The
ここで、図4のM個のマイクロホン101−mを固定する支持部102は、本実施形態では、1つの部材からなり、円周状の弾性体からなり、円柱状の設置対象物の半径に応じて、弾性変形し、M個の第m変換部の位置関係を変更する。そのため、支持部102に対して力が加わっていない状態の円の半径は、設置対象物の半径よりも小さいものとする。本実施形態では、図5のように、弾性変形により円の半径を変更することができる。例えば、ユーザがマイクロホンアレイを様々なものに取り付けて使用したい場合、取付け先の物(柱や棒など)が同じ大きさとは限らないため、いろいろな大きさに対応できるようにこのような機能を備える。なお、M個のマイクロホン101−mは、円周状の支持部102に固定されるため、円状に配置され、円状アレイとして機能する。また、円周状の弾性体は、円周の一部で重複し、支持部102に対して力が加わっていない状態における重複部分を図4において破線で示す。
Here, in the present embodiment, the
<変形量取得部103>
変形量取得部103は、支持部102の変形量lを取得し(S1)、パラメータ変更部110に出力する。本実施形態では、弾性変形時の支持部102の成す円の半径を知るための情報として、支持部102の円周の変化を利用する。ここでは、例として変形量取得部103として抵抗値検出器を使用する。支持部102には電気抵抗のある素材が使われており(少なくとも図4、図5の破線部分において電気抵抗のある素材を用いる、または、電気抵抗のある素材を貼付する)、破線部分の端点2か所に抵抗検出器からの結線がされており、支持部102の固定箇所の接点(バンド固定部103−1)を経由して、2点間の抵抗値を測定するものとする。支持部102の成す円の円周を変更すると、バンド固定部103−1の位置が変化するため、検出される抵抗値が変わり、支持部102の成す円の円周が変更された長さ(変形量l)を算出することができる。支持部102が設置対象物に取り付けられ、弾性変形し、支持部102の成す円の円周が大きくなると、2点間の距離が短くなり、抵抗値は小さくなる。支持部102の成す円の円周が大きくなれば大きくなるほど抵抗値が小さくなるため、その抵抗値から変形量lを求めることができる。支持部102に対して力が加わっていない状態から、抵抗検出器からの結線がされている一方の端点がバンド固定部103−1に達するまで弾性変形可能であり、変形量lには制約があり、連続値である。そのため、M個のマイクロホンの位置関係には、支持部102に固定されるという制約があり、さらに、変形量lの制約に基づく制約がある。
<Deformation
The deformation
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量lを入力とし、M個のマイクロホン101−mの、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向とM個のマイクロホン101−mとの関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。なお、「動的に変化する」とは、この変換装置を使用する度に、または、使用中に、変化することを意味する。従来技術では、マイクロホンアレイにおけるマイクロホン間の位置関係は、マイクロホンアレイの製造時に決定され動的に変化させることはできなかった。仮に、位置関係を変化させることができたとしても、この変換装置を使用する度に事前に既知の信号をスピーカなどから鳴らして音源〜マイクロホン間の特性を測定する必要があった。本実施形態では、マイクロホンの位置関係に緩やかな物理的な制約を与えるため、変形量lから容易にフィルタを計算することができる。
<
The
空間上の所定の位置または方向とM個のマイクロホン101−mとの関係を示すパラメータとして、例えば、アレイマニフォールドベクトルを用いる。マイクロホンアレイの特性を表すアレイマニフォールドベクトルaは、このような円状アレイの場合、 As a parameter indicating the relationship between a predetermined position or direction in space and the M microphones 101-m, for example, an array manifold vector is used. The array manifold vector a representing the characteristics of the microphone array is, for such a circular array,
と表すことができる。ATはAの転置、rは円状アレイの成す円の半径、λは対象とする音の波長、θsは対象とする音の入射角、θdは円中心から見たマイクロホン間の角度、amはm番目のマイクロホン101−mのアレイマニフォールドベクトルの要素である。なお、音波の距離減衰と平面波近似の誤差については無視できるほど小さいとする。 It can be expressed as. A T is the transpose of A, r is the radius of the circle formed by the circular array, λ is the wavelength of the target sound, θ s is the incident angle of the target sound, θ d is the angle between microphones as viewed from the center of the circle , A m are the elements of the array manifold vector of the m-th microphone 101-m. The error between the distance attenuation of the sound wave and the approximation of the plane wave is assumed to be negligibly small.
支持部102が、円状を保つと仮定した場合、バンド固定部103−1の位置が変形量l分ずれたときの円の半径r’は
Assuming that the
と表され、マイクロホン間の距離は同じことから、変形後のマイクロホン間の角度θ'dについては、 Since the distance between the microphones is the same, the angle θ ′ d between the deformed microphones is
と表せる。なお、この場合、θdは力が加わっていない状態において支持部102が成す円の中心から見たマイクロホン間の角度である。また、ここでは記載上、1番目のマイクロホンの円中心からの角度を固定し、2番目以降のマイクロホンの角度が変更されるとする。これにより、式(1)、式(2-1)から、変形量lを観測するだけでアレイマニフォールドベクトルaを算出することが可能となる。
Can be expressed as In this case, θ d is the angle between the microphones as viewed from the center of the circle formed by the
アレイマニフォールドベクトルaを用いて、ある角度θsに対応するステアリングベクトル(以下、フィルタともいう)wを従来技術と同様の方法により設計することができる。例えば、参考文献1に記載されている<1>SN比最大化規準によるフィルタ設計法、<2>パワーインバージョン(Power Inversion)に基づくフィルタ設計法、<3>一つ以上の死角(雑音のゲインが抑圧される方向)を拘束条件に持つ最小分散無歪応答法によるフィルタ設計法、<4>遅延合成(Delay-and-Sum Beam Forming)法によるフィルタ設計法、<5>最尤法によるフィルタ設計法、<6>AMNOR(Adaptive Microphone-array for noise reduction)法等によって、フィルタwを設計することができる。
[参考文献1]国際公開第WO2012/086834号パンフレット
Using the array manifold vector a, a steering vector (hereinafter, also referred to as a filter) w corresponding to a certain angle θ s can be designed by the same method as in the related art. For example, <1> filter design method based on SN ratio maximization criterion described in
[Reference Document 1] Pamphlet of International Publication No. WO2012 / 086834
例えば、遅延和法をベースとする場合、次式により、フィルタwを計算し、フィルタ部120に出力する。
For example, when the delay-and-sum method is used as a base, a filter w is calculated by the following equation and output to the
ただし、AHはAのルミート転置を表す。例えば、式(5)において、アレイマニフォールドベクトルaが方向θに依存する伝達特性a(θ)として事前に用意できる場合には、a(θ)を用いて、フィルタW(θ)を計算し、フィルタ部120において、特定の方向θsの信号処理が行える。また、アレイマニフォールドベクトルaが方向θ、距離Dに依存する伝達特性a(θ,D)として事前に用意できる場合には、伝達特性a(θ,D)を用いて、フィルタW(θ,D)を計算し、フィルタ部120において、特定の位置(特定の方向θsと距離DHにより特定される位置)の信号処理が行える。
Here, A H represents the Lumiet transposition of A. For example, in equation (5), if the array manifold vector a can be prepared in advance as a transfer characteristic a (θ) depending on the direction θ, a filter θ (θ) is calculated using a (θ), in the
<AD変換部107>
AD変換部107が、M個のマイクロホン101−mで収音されたM個のアナログ信号z1,…,zMをディジタル信号z(t)=[z1(t),…,zM(t)]Tへ変換し、(s4)、周波数領域変換部108に出力する。tは離散時間のインデックスを表す。
<
<周波数領域変換部108>
周波数領域変換部108は、まず、AD変換部107が出力したディジタル信号z(t)=[z1(t),…,zM(t)]Tを入力とし、チャネルごとにNサンプルをバッファに貯めてフレーム単位のディジタル信号z(τ)=[z1(τ),…,zM(τ)]Tを生成する。τはフレーム番号のインデックスである。zm(τ)=[zm((τ-1)N+1),…,zm(τN)](1≦m≦M)である。Nはサンプリング周波数にもよるが、48kHzサンプリングの場合には2048点あたりが妥当である。次に、周波数領域変換部108は、各フレームのディジタル信号z(τ)を周波数領域の信号z(ω,τ)=[z1(ω,τ),…,zM(ω,τ)]Tに変換し(s5)、出力する。ωは離散周波数のインデックスである。時間領域信号を周波数領域信号に変換する方法の一つに高速離散フーリエ変換があるが、これに限定されず、周波数領域信号に変換する他の方法を用いてもよい。周波数領域信号z(ω,τ)は、各周波数ω、フレームτごとに出力され以下の処理はフレームτごとに行われる。なお、以降の説明では、フレームのインデックスτを省略する。
<Frequency
The frequency
<フィルタ部120>
フィルタ部120は、予めパラメータ変更部110からフィルタwを受け取っておき、周波数領域変換部108から周波数領域の信号z(ω)=[z1(ω),…,zM(ω)]Tを受け取る。フィルタ部120は、フィルタwを用いて、次式により、周波数領域の信号s1(ω)を計算し、時間領域変換部109に出力する。
s1(ω)=wHz(ω)
<
The
s 1 (ω) = w H z (ω)
<時間領域変換部109>
時間領域変換部109は、第τフレームの各周波数ω∈Ωの出力信号s1(ω)を時間領域に変換して(s7)、第τフレームのフレーム単位時間領域信号s1(τ)を得て、さらに、得られたフレーム単位時間領域信号s1(τ)をフレーム番号のインデックスの順番に連結して時間領域信号s1(t)を出力する。周波数領域信号を時間領域信号に変換する方法は、s5の処理で用いた変換方法に対応する逆変換であり、例えば高速離散逆フーリエ変換である。
<
The time
<効果>
以上の構成により、メーカ等が意図した利用用途以外にもユーザが使うことができ、ユーザに特別な操作を要求せずに使うことができるという効果を奏する。
<Effect>
With the above configuration, the user can use the device for purposes other than the intended use intended by the maker or the like, and the user can use the device without requiring a special operation.
また、従来技術において、マイクロホンの位置が正しく推定できたとして、その位置が信号処理に不向きな配置である場合、所望の方向の音声を強調する処理の性能が得られない可能性がある。例えば、2つのマイクロホンの間隔が、音の波長に対して非常に長い場合、音声帯域に対して広く空間折り返し歪が発生し、所望の指向性が得られない。本実施形態の変換装置であれば、変換部の位置関係に緩やかな物理的な制約を与えるため、このような問題が生じづらい。 Further, in the related art, if the position of the microphone can be correctly estimated and the position is not suitable for signal processing, there is a possibility that the performance of processing for emphasizing sound in a desired direction may not be obtained. For example, if the distance between the two microphones is very long with respect to the wavelength of the sound, spatial aliasing occurs widely in the audio band, and the desired directivity cannot be obtained. In the case of the conversion device according to the present embodiment, such a problem is unlikely to occur because gentle physical restrictions are imposed on the positional relationship between the conversion units.
<変形例>
本実施形態では、波として、音波を用いているが、電波や光波を用いてもよいし、他の帯域の電磁波を用いてもよい。その場合、マイクロホンに代えて、受信アンテナや受光素子等を用いることができる。要は、同種の波を信号に変換可能な複数の変換部であればよい。言い換えると、M個の変換部において変換される波が同じ種類の波であればよい。
<Modification>
In the present embodiment, a sound wave is used as a wave, but a radio wave or a light wave may be used, or an electromagnetic wave in another band may be used. In that case, a receiving antenna, a light receiving element, or the like can be used instead of the microphone. The point is that a plurality of converters capable of converting the same type of wave into a signal may be used. In other words, the waves converted by the M conversion units may be the same type of waves.
本実施形態では、支持部102は、円周状の弾性体からなり、弾性変形するものとしたが、要は、支持部102は、M個のマイクロホン101−mを支持した状態で、円柱状の設置対象物の半径に応じて、変形し、M個の第m変換部の位置関係を変更するものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、多少の可塑性がある材質からなり、円柱状の設置対象物の半径に応じて、変形し、M個の第m変換部の位置関係を変更するものであってもよい。
In the present embodiment, the
<第二実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。支持部102の構成、変形量取得部103及びパラメータ変更部110の処理内容が第一実施形態とは異なる。
<Second embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment. The configuration of the
<支持部102>
図7はM個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の正面図、図8Aはマイク可動部の平面図を示し、図8Bは可動方法を説明するための図である。
<
FIG. 7 is a front view of a microphone movable unit (the configuration inside the broken line in FIG. 1) including M microphones 101-m and a
ここで、図7のM個のマイクロホン101−mを固定する支持部102は、可動部を含み、この可動部の可動により、M個のマイクロホン101−mの位置関係を変更する。
Here, the
支持部102は、三脚のような構造をしており、M個のマイクロホン101−mは三脚の各脚に取り付けられ、M個のマイクロホン101−mは円状に配置される(図8A参照)。ここで、三脚の足を動かして高さや足の広さを変える時、3本の足が同期して動くように、足と中心の軸の間に歯車のようなかみ合わせの機構をいれ、軸を動かすと3本が等しく動作するようにする(図8B参照)。
The
<変形量取得部103>
変形量取得部103は、支持部102の変形量lを取得し、パラメータ変更部110に出力する。本実施形態では、中心の軸の移動量を変形量lとして取得する。検知方法は第一実施形態と同様とする。例えば、変形量取得部103として抵抗値検出器を使用する。支持部102の中心の軸と歯車には電気抵抗のある素材が使われており、その軸の下端と歯車の中心の2か所に抵抗検出器からの結線がされており、2点間の抵抗値を測定するものとする。支持部102の中心の軸が移動すると、軸の下端の位置が変化し、軸の下端と歯車の中心の距離が変化するため、検出される抵抗値が変わり、軸の移動量(変形量l)を算出することができる。軸が上方に移動すると、2点間の距離が短くなり、抵抗値は小さくなる。軸が上方に移動すれば移動するほど抵抗値が小さくなるため、その抵抗値から変形量lを求めることができる。また、例えば、歯車の回転量を内蔵した角位置センサ(ロータリーエンコーダ等)で検出し、回転角から中心の軸の移動量を算出してもよい。
<Deformation
The deformation
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量lを入力とし、フィルタwを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。
<
The
歯車部分の半径をr2とすると、変形量lに対し、三脚の角度はl/r2だけ変化したことになる。上から見た円状アレイの変化後の半径は、 Assuming that the radius of the gear portion is r2, the angle of the tripod has changed by l / r2 with respect to the deformation amount l. The changed radius of the circular array seen from above is
と求まる。ここで、r1は歯車の中心から軸までの距離を、r3は歯車の中心からマイクロホン101−mの位置までの距離を、θdは三脚の角度の初期値を表し、図8Bの変更後の三脚の角度θrは、θr=(θd+l/r2)である。円状アレイの半径r'が分かれば、第一実施形態と同様の方法により、式(4),(1),(2-1),(5)からフィルタwを求めることができる。 Is obtained. Here, r1 is the distance from the center of the gear to the shaft, r3 is the distance from the center of the gear to the position of the microphone 101-m, θ d is the initial value of the angle of the tripod, angle theta r tripod is θ r = (θ d + l / r2). If the radius r 'of the circular array is known, the filter w can be obtained from the equations (4), (1), (2-1), and (5) by the same method as in the first embodiment.
<効果>
このような構成とすることで、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
With such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
<第三実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。支持部102の構成、変形量取得部103及びパラメータ変更部110の処理内容が第一実施形態とは異なる。
<Third embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment. The configuration of the
<支持部102>
図9は変換装置100の外観図を示す。M個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の構成を図10に示す。図9のように、変換装置100は平面を有する設置対象物へ取り付けられる。
<
FIG. 9 is an external view of the
支持部102は、2つ以上の部材(直線状の物体)からなり、ある直線状の物体は少なくとも1つの他の直線状の物体と繋がっている。支持部102は、図10のように直線状の物体を複数連結し、接点で回転が可能な構造とする。言い換えると、支持部102は、所謂マジックハンド構造を含み、略X状に交差する交差位置(接点)で互いに相対回転可能に連結された複数対の直線状の物体を含む。直線状の物体には、両端部近傍と中心とにそれぞれ接点(合計3個の接点)がある。
The
本実施形態では、M個のマイクロホン101−mは、直線状の物体の中心の接点上に配置され、M個のマイクロホン101−mは直線状に配置される。支持部102のマジックハンド構造が伸縮すると(マジックハンド構造が可動部に相当し、その伸縮が可動に相当する)、マイクロホン間の距離が変わり、位置関係が変わる。なお、M個のマイクロホン101−mの配線は直線状の物体の裏側などを通して一か所で集約する。
In the present embodiment, the M microphones 101-m are arranged on the contact point at the center of the linear object, and the M microphones 101-m are arranged linearly. When the magic hand structure of the
<変形量取得部103>
変形量取得部103は、マジックハンド構造に含まれる直線状の物体の回転量を変形量lとして取得する。例えば、接点の少なくともいずれか一つに回転を検出する機構(回転量検出器であり、変形量取得部103に相当)を具備する。図10の例ではマイクロホン101−1の裏側に設置してある。直線状の物体の中心の接点と、端部近傍の接点との距離をrとする。第一実施形態と同様に、物理的制約がある形状であるため、この変形量取得部103で検出した回転量が分かればマイクロホンの位置関係がわかる。例えば、図10の例では、交差する二つの直線状の物体の成す角度θが小さくなれば小さくなるほどマイクロホン間の距離は大きくなる。直線状の物体の回転量には制約があり、連続値である。変形量取得部103は、角度θを直接算出してもよいし、交差する二つの直線状の物体の成す角度θdに変形量lを加えて算出してもよい。
<Deformation
The deformation
こうすることで、直線状アレイの形状を維持できると共に、回転量を測定するだけでマイクロホン間の距離が測定できる。 By doing so, the shape of the linear array can be maintained, and the distance between the microphones can be measured only by measuring the amount of rotation.
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量lを入力とし、フィルタwを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。
<
The
変形量取得部103で検出された2つの直線状の物体の成す角度をθとすると、マイクロホン間距離は
Assuming that the angle between the two linear objects detected by the deformation
と求まる。直線アレイのアレイマニフォールドベクトルaはマイクロホン101−1を基準として、 Is obtained. The array manifold vector a of the linear array is based on the microphone 101-1.
となり、第一実施形態と同様の方法により、式(1),(5)からフィルタwを求めることができる。 In the same manner as in the first embodiment, the filter w can be obtained from Expressions (1) and (5).
<効果>
このような構成により、直線状マイクロホンアレイに本発明を適用することができ、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
With such a configuration, the present invention can be applied to a linear microphone array, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.
<第四実施形態>
第三実施形態と異なる部分を中心に説明する。支持部102の構成及びパラメータ変更部110の処理内容が第一実施形態とは異なる。
<Fourth embodiment>
The description will focus on the differences from the third embodiment. The configuration of the
<支持部102>
図11は変換装置100の外観図を示す。M個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の構成を図12に示す。図11のように、変換装置100は平面を有する設置対象物へ取り付けられる。図12のように、第三実施形態の連結を増やし、2次元的にM個のマイクロホン101−mを配置した構造とする。支持部102は、2つ以上の部材(直線状の物体)からなり、ある直線状の物体は少なくとも1つの他の直線状の物体と繋がっている。
<
FIG. 11 is an external view of the
支持部102は、図10のように直線状の物体を複数連結し、接点で回転が可能な構造とする。言い換えると、支持部102は、所謂マジックハンド構造を含み、交差する交差位置(接点)で互いに相対回転可能に連結された複数対の直線状の物体を含む。
The
第三実施形態のマジックハンド構造を図12のy軸方向に連結している。そのため、直線状の物体に、両端部近傍と中心と以外にも接点がある。直線状の物体の接点間の距離はrであり、直線状の物体は端部から距離r毎に接点を備える。 The magic hand structure of the third embodiment is connected in the y-axis direction in FIG. Therefore, the linear object has a contact point in addition to the vicinity of both ends and the center. The distance between the contacts of the linear object is r, and the linear object has a contact every distance r from the end.
本実施形態では、M個のマイクロホン101−mは、直線状の物体の端部以外の接点上に配置され、M個のマイクロホン101−mは平面状に配置される。図12ではxy平面上に配置されている。支持部102のマジックハンド構造が伸縮すると、マイクロホン間の距離が変わり、位置関係が変わる。
In the present embodiment, the M microphones 101-m are arranged on contact points other than the ends of the linear object, and the M microphones 101-m are arranged in a plane. In FIG. 12, they are arranged on the xy plane. When the magic hand structure of the
なお、図12の例の場合は、マイクロホン101−1の配置されている横の列(x軸方向の列)を1列目、一つ下の列を2列目とした場合に、奇数列目にはマイクロホンがT個、偶数列目にはマイクロホンがT-1個配置されている。ここでTは2以上の整数である。ただし、これ以外の配置方法であってもよい。 In the case of the example of FIG. 12, when the horizontal row (row in the x-axis direction) where the microphones 101-1 are arranged is the first row, and the row below is the second row, the odd row The eye has T microphones, and the even rows have T-1 microphones. Here, T is an integer of 2 or more. However, other arrangement methods may be used.
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量lを入力とし、フィルタwを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。
<
The
変形量取得部103で検出された2つの直線状の物体の成す角度をθ(=変形量l)とし、マイクロホン101−1の水平、鉛直方向の座標を(x1,y1)=(0,0)とすると、マイクロホン101−mの座標は、m=(2T-1)(p-1)+n(ただしpは1以上の整数とし、nは1≦n<2T-1とし、マイクロホンのインデックスmからp,nは一意に特定される)としたときに
The angle formed by the two linear objects detected by the deformation
である。音波の到来方向の水平成分をθsh、鉛直成分をθsvとすると(図13参照)、音波がマイクロホン101−mに到達する際の遅延時間τmはマイクロホン101−1を基準として、 It is. Assuming that the horizontal component in the arrival direction of the sound wave is θ sh and the vertical component is θ sv (see FIG. 13), the delay time τ m when the sound wave reaches the microphone 101- m is based on the microphone 101-1.
である。ただし、cは音速であり、θsh>0、θsv>0とする。アレイマニフォールドベクトルamは、
am=exp<-jωτm> (43)
であり、式(1),(5)からフィルタwを求めることができる。
It is. Here, c is the speed of sound, and θ sh > 0 and θ sv > 0. Array manifold vector a m is
a m = exp <-jωτ m > (43)
And the filter w can be obtained from Expressions (1) and (5).
<効果>
このような構成により、平面状マイクロホンアレイに本発明を適用することができ、第三実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
With such a configuration, the present invention can be applied to a planar microphone array, and the same effects as in the third embodiment can be obtained.
<第五実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。支持部102の構成、変形量取得部103及びパラメータ変更部110の処理内容が第一実施形態とは異なる。
<Fifth embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment. The configuration of the
<支持部102>
図14はM個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の外観図、図15は可動方法を説明するための図である。
<
FIG. 14 is an external view of a microphone movable unit (the configuration inside the broken line in FIG. 1) including the M microphones 101-m and the
支持部102は、伸縮式警棒のような構造をしており、J個の第j伸縮部を含む。支持部102は、2つ以上の部材(第j伸縮部)からなり、ある第j伸縮部は少なくとも1つの他の第j伸縮部と繋がっている。第一伸縮部から第j伸縮部までに取り付けれらているマイクロホンの総数をMjとし、第j伸縮部に取り付けれらているマイクロホンの総数をMj-Mj-1とする。ただし、jは1≦j≦Jの整数であり、M0=0とする。M個のマイクロホン101−mは、伸縮機構に影響がないように隣の伸縮部の収納部分との間に配線とともに配置されている。
The
支持部102の第j伸縮部が第j-1伸縮部内に入ることで支持部102全体が縮み、支持部102の第j伸縮部が第j-1伸縮部から出ることで支持部102全体が伸びる。支持部102が伸縮すると(伸縮構造が可動部に相当し、その伸縮が可動に相当する)、マイクロホン間の距離が変わり、位置関係が変わる。
When the j-th elastic part of the
<変形量取得部103>
変形量取得部103は、支持部102の変形量lを取得し(S1)、パラメータ変更部110に出力する。ここでは、第j-1伸縮部から出ている第j伸縮部の長さを変形量ljとして用いる。例として変形量取得部103として抵抗値検出器を使用する。支持部102には電気抵抗のある素材が使われており、第j-1伸縮部の先端側の端部と、第j伸縮部の根元側の端部とに抵抗検出器からの結線がされており(図15参照)、2点間の抵抗値を測定するものとする。第j伸縮部が第j-1伸縮部内に入ること、または、第j伸縮部が第j-1伸縮部から出ることで、2点間の距離が変化し、抵抗値が変わるため、収納部分の長さを算出することができ、第j-1伸縮部から出ている第j伸縮部の長さを求めることができる。この場合、第j-1伸縮部と第j伸縮部との間で抵抗値を測定するためにJ-1個の抵抗検出器を備え、J-1個の変形量ljを取得する。それぞれの変形量ljには制約があり、連続値である。
<Deformation
The deformation
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、フィルタwを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。
<
The
第j伸縮部に配置されたマイクロホン、つまりMj-1+1≦m≦Mjとなるm番目のマイクロホン101−mについて、音波がマイクロホンに到達する遅延時間τmは、マイクロホン101−1を基準として Regarding the microphone arranged in the j-th expansion / contraction section, that is, the m-th microphone 101-m satisfying M j-1 + 1 ≦ m ≦ M j , the delay time τ m at which the sound wave reaches the microphone is determined by the microphone 101-1. As a reference
となる。ただし、djは第j伸縮部の先端側の端部から、第j伸縮部の最も先端側に配置されたマイクロホン101−Mjまでの距離を示し、dxはある第j伸縮部に配置された隣接するマイクロホン間の距離を示し、dyは第j伸縮部に配置されたマイクロホンと、第j-1伸縮部に配置されたマイクロホンとの半径方向の距離を示す。固定値であるl1を除くlj(2≦j≦n)を変形量取得部103によって検出すれば、この式が計算可能である。遅延時間τmからアレイマニフォールドベクトルamを式(43)で求めることができ、式(1),(5)からフィルタwを求めることができる。
am=exp<-jωτm> (43)
Becomes However, placement of d j is the end of the distal side of the j extensible portion, shows the distance to the j extensible portion microphone 101-M j arranged closest to the tip side of the j-th stretching unit with the d x are shown the distance between adjacent microphones, d y denotes a microphone which is arranged in the j extensible portion, the radial distance between the microphone disposed in the j-1 stretch unit. This equation can be calculated by detecting l j (2 ≦ j ≦ n) excluding the fixed value l 1 by the deformation
a m = exp <-jωτ m > (43)
なお、この形態においては、伸縮させた際、ljが短くなり、図16のように筐体の内部に隠れてしまうマイクロホンがある。そこで次式によりSjを定義する。 Note that in this embodiment, there is a microphone in which l j is shortened when expanded and contracted, and is hidden inside the housing as shown in FIG. Therefore, S j is defined by the following equation.
なお、floor(A)は値Aを超えない最大の整数を返す関数であり、MAX(A,B)はAまたはBの何れか大きい値を返す関数である。αはマイクロホンが隠れたり壁に近すぎないように調整するマージンの長さである。ここでSj≧1だった場合は、筐体に隠れてしまうマイクロホンが1つ以上あるので、第j伸縮部においてマイクロホン101−(Mj-1+1)〜マイクロホン101−(Mj-1+Sj)の出力信号を利用しないという処理を行う。 Note that floor (A) is a function that returns the largest integer that does not exceed the value A, and MAX (A, B) is a function that returns the larger value of A or B. α is the length of the margin for adjusting the microphone so that it is not hidden or too close to the wall. Here, if S j ≧ 1, there is one or more microphones hidden behind the housing, so that the microphones 101- (M j-1 +1) to 101- (M j-1 + S j ) is not used.
<効果>
このような構成により、直線状マイクロホンアレイに本発明を適用することができ、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Effect>
With such a configuration, the present invention can be applied to a linear microphone array, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.
<第六実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。支持部102の構成、変形量取得部103及びパラメータ変更部110の処理内容が第一実施形態とは異なる。
<Sixth embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment. The configuration of the
<支持部102>
図17はM個のマイクロホン101−m及び支持部102からなるマイク可動部(図1の破線内部の構成)の外観図である。
<
FIG. 17 is an external view of a microphone movable unit (a configuration inside a broken line in FIG. 1) including M microphones 101-m and a
支持部102は、2つ以上の部材(第j直線部)からなり、ある第j直線部は少なくとも1つの他の第j直線部と繋がっている。支持部102は、n個の直線状の物体である第j直線部を、n-1個の第j回転部で連結した構造とする。第j-1回転部により、第j直線部と第j-1直線部とが連結される。第一直線部から第j直線部までに取り付けれらているマイクロホンの総数をMjとし、第j直線部に取り付けれらているマイクロホンの総数をMj-Mj-1とする。ただし、jは1≦j≦nの整数であり、M0=0とする。第j回転部を中心に第j直線部が回転することで、第j直線部に取り付けられたマイクロホンと他の第j'(j≠j')直線部に取り付けられたマイクロホンとの位置関係が変わる。
The
<変形量取得部103>
変形量取得部103は、支持部102の変形量lを取得し、パラメータ変更部110に出力する。本実施形態では、n-1個の第j回転部の回転量を変形量ljとして取得する。例えば、n-1個の第j回転部のそれぞれに回転を検出する機構(回転量検出器であり、変形量取得部103に相当)を具備する。第一実施形態と同様に、物理的制約がある形状であるため、この変形量取得部103で検出した回転量が分かればマイクロホンの位置関係がわかる。こうすることで、回転量を測定するだけでマイクロホン間の位置関係が測定できる。
<Deformation
The deformation
<パラメータ変更部110>
パラメータ変更部110はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量ljを入力とし、フィルタwを計算し(S2)、フィルタ部120に出力する。
<
第j直線部に配置されたマイクロホン101−m、つまりMj-1+1≦m≦Mjとなるマイクロホン101−mの座標(xm,ym)は、マイクロホン101−1を基準にして、 Microphone 101-m disposed in the j-th straight portion, i.e. M j-1 + 1 ≦ m ≦ M j become microphone 101-m of the coordinates (x m, y m), based on the microphone 101-1 ,
となる。ただし、Ljは第j直線部の長さを表し、θjは第j直線部と第j-1直線部との成す角を表し、θ1=0で固定とし、dmはマイクロホン101−mとそのマイクロホン101−mが取り付けられた第j直線部の根元側の端部までの距離を表す。音波がマイクロホン101−mに到達する遅延時間τmは、マイクロホン101−1を基準として、 Becomes However, L j represents the length of the j linear portion, theta j represents the angle formed between the j-th straight line portion and the j-1 linear portion, and fixed at θ 1 = 0, d m microphones 101- m and the distance from the base end to the j-th linear portion to which the microphone 101-m is attached. The delay time τ m at which the sound wave reaches the microphone 101-m is based on the microphone 101-1.
であり、固定値であるθ1を除くθj(2≦j≦n)を第j回転部に設けられた回転量検出部によって検出すればこの式が計算可能である。遅延時間τmからアレイマニフォールドベクトルamを式(43)で求めることができ、式(1),(5)からフィルタwを求めることができる。
am=exp<-jωτm> (43)
This equation can be calculated by detecting θ j (2 ≦ j ≦ n) excluding the fixed value θ 1 by the rotation amount detection unit provided in the j-th rotation unit. The array manifold vector a m from the delay time tau m can be found from Equation (43), Equation (1) can be obtained filter w (5).
a m = exp <-jωτ m > (43)
なお、この構造の場合、回転量が多いとマイクロホンの向きが音源を向かなくなるため、例えば In the case of this structure, if the amount of rotation is large, the direction of the microphone does not face the sound source.
<第七実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。第一実施形態では、変形量取得部103で取得する支持部102の変形量は連続値であったが、本実施形態では、離散値とする。このとき、支持部102は、M個のマイクロホン101−mの位置関係を離散的に変更してもよい。例えば、予め与えられた何カ所かの位置でM個のマイクロホン101−mが固定されるように(支持部102の変形が固定されるように)しておき、その離散的な位置(離散的な変形量)を検出してパラメータ変更部110へ値を渡してもよい。例えば、図18のように、接点間に離散的に抵抗を配置して抵抗値を検出したり、図19のように、接点毎に配線を行い導通した配線のみを検出するといった方法が取れる。このような構成により、連続値を検出する必要がなく、離散値を検出するため実装がより容易になる。
<Seventh embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the deformation amount of the
なお、本実施形態と第二実施形態〜第六実施形態とを組合せてもよい。 Note that the present embodiment may be combined with the second to sixth embodiments.
<第八実施形態>
第七実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Eighth embodiment>
The following description focuses on the differences from the seventh embodiment.
図20は、パラメータ変更部110の機能ブロック図を示す。パラメータ変更部110は、パラメータ格納部112を含む。パラメータ格納部112には、離散的な変形量lと、その変形量lから求めたフィルタwとの組合せが格納されている。
FIG. 20 is a functional block diagram of the
本実施形態のパラメータ変更部110は、受け取った離散的な変形量lに対応するフィルタwを計算するのではなく、図20のような構成とし、あらかじめパラメータ格納部112に格納してある、離散的な変形量lに対応するフィルタwを取り出し、フィルタ部120に出力する。この構成の場合、メモリ領域を使用するが、計算リソースをより減らせるメリットがある。
The
<第九実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Ninth embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment.
本実施形態のパラメータ変更部110は、受け取った変形量lをそのまま計算に使うのではなく、図21のように検出選別部113を設けて離散値へ変換する。例えば第一実施形態の場合、入力されたr’に対して、
The
となるr^を求める。本実施形態のパラメータ変更部110は、第八実施形態と同様に、パラメータ格納部112から離散的な変形量r'に対応するフィルタwを取り出し、フィルタ部120に出力する。このような構成とすることで、支持部102の変形量を離散値として取得せずとも第八実施形態と同様の効果を得ることができる。
Find r ^ As in the eighth embodiment, the
なお、本実施形態と第二実施形態〜第六実施形態とを組合せてもよい。 Note that the present embodiment may be combined with the second to sixth embodiments.
<第十実施形態>
上記の第一実施形態〜第六実施形態において、検出した円周の長さなどの変形量取得部103から送られる変形量lに対し、パラメータ変更部110でその値をそのまま計算に使うのではなく、図22のように検出値選別部113を設けて離散値の区間を検出する。例えば第一実施形態の場合、入力されたr’に対して
<Tenth embodiment>
In the above-described first to sixth embodiments, the
となる2つの変形量r'q-1,r'qの組r^を求める。ただし、qは1以上p以下の整数の何れかとし、q=1またはq=pのとき、r^=(r'q,r'q)とする。なお、pは閾値の数で、この場合2以上の整数とする。本変形例のパラメータ変更部110は、パラメータ格納部112から離散的な2つの変形量r'q-1,r'qの組r^に対応するフィルタwq-1,wqの組w^を取り出し、パラメータ補正部114に出力する。ただし、q=1またはq=pのとき、wqのみを出力する。パラメータ補正部114は出力された2つのフィルタwq-1,wq(q=1またはq=pのときは1つのフィルタwq)に対して
A pair r ^ of two deformation amounts r ′ q−1 and r ′ q is obtained. Here, q is any integer from 1 to p, and when q = 1 or q = p, r ^ = (r ′ q , r ′ q ). Here, p is the number of thresholds, in this case, an integer of 2 or more.
のようにフィルタの補正を行い、補正後のフィルタwをパラメータ変更部110の出力値として出力する。ただし、閾値の設定方法はこれ以外でもよい。パラメータ格納部112は第八実施形態と同様に動作する。
Then, the filter w after the correction is output as the output value of the
<第十一実施形態>
第八実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Eleventh embodiment>
The following description focuses on the differences from the eighth embodiment.
第八実施形態において、パラメータ格納部112に格納するステアリングベクトルを、解析的に算出した値ではなく、測定して求めたものを用いる。具体的には、所望の指向性の方向にスピーカを配置し、TSP信号(Time Stretched Pulse)などを再生してM個のマイクロホン101−mで収録し、それぞれのマイクロホン101−mまでの伝達関数を求め、アレイマニフォールドベクトルとする。それ以外の動作については第八実施形態と同様である。本実施形態の場合、一度測定を行う手間は生じるが、マイクロホン101−mの位置と検出値(伝達特性から求められるフィルタ)の関係が一対一であるため、位置を変更するたびにその都度測定をする必要がないことはメリットとして残る。
In the eighth embodiment, the steering vector stored in the
さらに、このような構成により、「マイクロホンの位置関係のパターンは検出できるが、マイクロホンの位置自体は未知である」場合にも、フィルタを得ることができる。例えば第一実施形態において、マイクロホンはバンド上に固定されていて、マイクロホンの位置は半径rに対して一意に定まるが、支持部102が正確な円弧の形状ではなく解析的に位置関係が算出できない場合にも処理が可能となる。
Further, with such a configuration, a filter can be obtained even in the case where “the pattern of the positional relationship of the microphone can be detected, but the position of the microphone itself is unknown”. For example, in the first embodiment, the microphone is fixed on the band, and the position of the microphone is uniquely determined with respect to the radius r. However, the supporting
なお、本実施形態と第九実施形態とを組合せてもよい。 Note that the present embodiment and the ninth embodiment may be combined.
<変形例>
パラメータ変更部110は、計算可能なフィルタについては計算し、計算不可能なフィルタについては、予め動的に変化するそれぞれの位置関係に対応するフィルタを取得しておき、その中から変形量に基づき選択する構成としてもよい。
<Modification>
The
<第十二実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Twelfth embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment.
第一実施形態において、パラメータ変更部110の出力値であるフィルタwを、一つのステアリング方向ではなく複数のステアリング方向θs1〜θsX(xは2以上の整数)に対応する出力w1〜wXに変更し、フィルタ部120はX個のフィルタwx(x=1,2,…,X)に対応するX個の信号s1(ω)〜sX(ω)を出力する(図23参照)。これにより同時に複数の方向に指向性を向けた多チャンネルの音声を得られる。
The In one embodiment, the filter w is the output value of the
なお、本実施形態と第二実施形態〜第十一実施形態とを組合せてもよい。 Note that the present embodiment may be combined with the second to eleventh embodiments.
<第十三実施形態>
第十二実施形態において、特に用いるフィルタw1〜wXを2値で切り替える例について述べる。図24は正三角形の板状の物体(支持部102)にマイクロホン101−mが3つ設置されている装置である。マイクロホン101−mの配置場所については図24の通りである。支持部102は、2つの部材(正三角形の板状の物体と台形の板状の物体)からなり、正三角形の板状の物体と台形の板状の物体とは繋がっている。また、この支持部102は右側に回転部を持ち、三角形上部を回転させて図25のように直線にすることができる。回転部の構造の例は図26となる。回転の両端にはスイッチ(図24、図25内のSW)があり、どちらの形状で利用しているかを検出し、パラメータ変更部110へ渡す。つまり、このスイッチが変形量取得部103に相当する。スイッチは例えば接触スイッチで、筐体がふれている方のスイッチのみONになるような仕組みとする。パラメータ変更部110の動作としては、半径がrの3マイクロホンの円状アレイ(図24)と、マイクロホン間距離が√3rである3マイクロホンの直線アレイ(図25)とにおいて、用いるフィルタを切り替える。これにより、ユーザはマイクロホンの位置関係の変更を意識することなく、シーンにあったマイクロホンの使い方ができる。例えば、三角形の状態では三角形の左右へ2つ指向性を向け、2出力で音を出力し、直線形に変更すると直線方向へ1つ指向性を向け、1出力で音を出力する、などの動作変更を、ユーザが明示的に指定しなくても直感的に動作変更することができる。
<Thirteenth embodiment>
In the twelfth embodiment, an example will be described in which the filters w 1 to w X used in particular are switched in a binary manner. FIG. 24 shows an apparatus in which three microphones 101-m are installed on an equilateral triangular plate-shaped object (supporting portion 102). The location of the microphone 101-m is as shown in FIG. The
なお、回転部の構造は図26に限らず、回転ではなく軸部分から着脱して設置変更できるようになっていてもよい。 The structure of the rotating part is not limited to that shown in FIG. 26, and the structure may be such that it can be installed and removed not by rotation but by a shaft part.
<第十四実施形態>
第一実施形態〜第十三実施形態において、剛体もしくは弾性体、可塑性体からなる支持部102にマイクロホンを固定し、支持部102の変形量を取得することで、マイクロホンの位置関係を算出していたが、図27のようにマイクロホン101−mと位置センサ130−mが一式となった装置を複数個用いる構成としてもよい。そのため、本実施形態の変換装置100は、支持部102と変形量取得部103とを含まず、代わりに位置センサ130−mを含む。位置センサ130−mは、例えば赤外線センサやWi-Fiによる測距を行い、得られたマイクロホンの位置関係の情報をパラメータ変更部110に出力する。そのほかの動作は他の実施形態と同様である。
<14th embodiment>
In the first to thirteenth embodiments, the positional relationship between the microphones is calculated by fixing the microphone to the
なお、M個の位置センサ130−mは、M個のマイクロホン101−mの位置関係の変化を動的に検出し、M個のマイクロホン101−mの、動的に変化する位置関係を取得するため、位置関係取得部ともいう。なお、第一実施形態〜第十三実施形態では、支持部102と変形量取得部103とパラメータ変更部110とを組合せることで、M個のマイクロホン101−mの、動的に変化する位置関係を取得するため、支持部102と変形量取得部103とパラメータ変更部110との組合せを位置関係取得部と呼んでもよい。
Note that the M position sensors 130-m dynamically detect a change in the positional relationship between the M microphones 101-m, and acquire the dynamically changing positional relationship between the M microphones 101-m. Therefore, it is also referred to as a positional relationship acquisition unit. In the first to thirteenth embodiments, the positions of dynamically changing positions of the M microphones 101-m are obtained by combining the
<第十五実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<15th embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment.
本実施形態では、信号を波に変換する変換技術に本発明を適用する例を説明する。信号を波に変換する変換技術の例として、以下の技術が挙げられる。(i)電気信号を音波に変換する技術や、(ii)電気信号を電磁波に変換する技術がある。ただし、これに限るものではなく、(iii)光信号を音波に変換する技術等であってもよい。(i)を実現するデバイスとしてはスピーカがある。(ii)を実現するデバイスとしては送信アンテナがある。また、(iii)を直接実現できるハードウェアがあればそれを用いてもよい。 In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a conversion technique for converting a signal into a wave will be described. Examples of conversion techniques for converting a signal into a wave include the following techniques. There are (i) a technique for converting an electric signal into a sound wave, and (ii) a technique for converting an electric signal into an electromagnetic wave. However, the present invention is not limited to this, and (iii) a technique for converting an optical signal into a sound wave may be used. A device that achieves (i) is a speaker. There is a transmission antenna as a device that realizes (ii). If there is hardware capable of directly realizing (iii), it may be used.
特に、本実施形態では、波として音波を用い、複数の変換部として、複数のマイクロホンからなるマイクロホンアレイに代えて、電気信号を音波に変換する複数のスピーカ(スピーカアレイ)を用いる場合について説明する。 In particular, in the present embodiment, a case will be described in which a sound wave is used as a wave, and a plurality of speakers (speaker array) that convert an electric signal into a sound wave are used as a plurality of converters instead of a microphone array including a plurality of microphones. .
[変換装置200の信号処理]
M(≧2)個のスピーカを用いて制御点Dで強調されるような指向制御を行うことを考える。
[Signal Processing of Converter 200]
It is assumed that directivity control is emphasized at control point D using M (≧ 2) speakers.
第十五実施形態に係る変換装置200の機能構成および処理フローを図28と図29に示す。この第十五実施形態の変換装置200は、M個のスピーカ201−m、周波数領域変換部209、フィルタ部220、時間領域変換部208、パラメータ変更部210、変形量取得部203を含む。m=1,2,…,Mであり、M≧2である。
FIGS. 28 and 29 show a functional configuration and a processing flow of the
信号源205が音源信号s(t)を出力する。この実施形態では、信号源205からの音源信号s(t)はディジタル信号であるとする。ただし、音源信号としてアナログ信号を用いる場合には、アナログ信号をディジタル信号s(t)へAD変換するAD変換部を設ければよい。
The
<周波数領域変換部209>
まず、周波数領域変換部209は、ディジタル信号s(t)を受け取り、Nサンプルをバッファに貯めてフレーム単位のディジタル信号s(τ)を出力する。次に、周波数領域変換部209は、各フレームのディジタル信号s(τ)を周波数領域の信号S(ω,τ)に変換して(S203)出力する。なお、以降の説明では、フレームのインデックスτを省略し、S(ω)と記載する。
<Frequency
First, the frequency
<支持部202>
支持部202は、M個のスピーカ201−mを支持した状態で変形することで、M個の第m変換部の位置関係を変更する。支持部202の構成は第一実施形態の支持部102と同様であり、M個のマイクロホン101−mに代えて、M個のスピーカ201−mを支持する。
<
The
<変形量取得部203>
変形量取得部203は、支持部202の変形量lを取得し(S201)、パラメータ変更部210に出力する。変形量取得部203の構成、処理内容は第一実施形態の変形量取得部103と同様である。
<Deformation
The deformation
<パラメータ変更部210>
パラメータ変更部210はパラメータ計算部111を含み(図6参照)、パラメータ計算部111は、変形量lを入力とし、M個のスピーカ201−mの、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向とM個のスピーカ201−mとの関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算し(S202)、フィルタ部120に出力する。パラメータ変更部210の処理内容は第一実施形態のパラメータ変更部110と同様である。
<
The
例えば、参考文献2記載の方法により、フィルタwを計算し、フィルタ部220に出力する。例えば、特定の位置または方向への音響信号を抑圧する信号処理に用いるフィルタwを計算する。
[参考文献2]羽田陽一、片岡章俊、「自由空間伝達関数を用いた多点制御に基づく小型スピーカアレーの実空間性能」、日本音響学会研究発表会講演論文集、2008、pp.631-632
For example, the filter w is calculated by the method described in
[Reference 2] Yoichi Haneda and Akitoshi Kataoka, "Real space performance of small speaker array based on multipoint control using free space transfer function," Proc. Of the Acoustical Society of Japan, 2008, pp.631-632
<フィルタ部220>
フィルタ部220は、予めパラメータ変更部210からフィルタwを受け取っておき、周波数領域信号S(ω)を受け取り、フレームτごとに、各周波数ω∈Ωについて、周波数領域信号S(ω)に、フィルタwを適用して(次式参照、S204)、出力信号Z→(ω)=[Z1(ω),…,ZM(ω)]を出力する。
<
The
例えば、フィルタ部220は、空間上の少なくとも複数の位置または方向へ発する音波にM個のスピーカ201−mにおいて変換する前の信号の再生特性を異ならせるものであればよい。「再生特性を異ならせる」とは、例えば、特定の位置で音響信号を局所再生して他の位置で音響信号を極力再生しないようにしたり、逆に特定の位置で音響信号を再生しないようにして他の位置でのみ音響信号を再生したりすることを意味する。
For example, the
<時間領域変換部208>
時間領域変換部208は、第τフレームの各周波数ω∈Ωの再生信号Z→(ω)=[Z1(ω),…,ZM(ω)]を時間領域に変換して(S205)、第τフレームのフレーム単位時間領域信号z→(τ)=[z1(τ),…,zM(τ)]を得て、さらに、得られたフレーム単位時間領域信号z→(τ)=[z1(τ),…,zM(τ)]をフレーム番号のインデックスの順番に連結して、時間領域信号z→(t)=[z1(t),…,zM(t)]を出力する。周波数領域信号を時間領域信号に変換する方法は、S203の処理で用いた変換方法に対応する逆変換であり、例えば高速離散逆フーリエ変換である。
<
The time
<スピーカ201−m>
Mチャネルの時間領域信号z1(t),…,zM(t)はそれぞれ、スピーカアレイを構成するM個のスピーカ201のうち、チャネルに対応するスピーカで再生される(S206)。
<Speaker 201-m>
Each of the M-channel time-domain signals z 1 (t),..., Z M (t) is reproduced by a speaker corresponding to the channel among the
<効果>
このような構成により、特定方向へ音声を再生するスピーカアレイを、メーカ等が意図した利用用途以外にもユーザが使うことができ、ユーザに特別な操作を要求せずに使うことができる。
<Effect>
With such a configuration, the speaker array that reproduces sound in a specific direction can be used by a user other than the intended use intended by the manufacturer or the like, and can be used without requiring a special operation from the user.
<変形例>
なお、マイクロホンに代えてスピーカを用いることで第一実施形態の変形例、第二実施形態〜第十四実施形態及びその変形例についても同様に、信号を波に変換する変換技術に本発明を適用することができる。支持部202、変形量取得部203、パラメータ変更部210の構成や処理内容は、第一実施形態の変形例、第二実施形態〜第十四実施形態及びその変形例で説明した支持部102、変形量取得部103、パラメータ変更部110に対する方法を用いることができ、周波数領域変換部209、フィルタ部220、時間領域変換部208、スピーカ201−mの構成や処理内容は本実施形態で説明した方法を用いることができる。
<Modification>
Note that the present invention is similarly applied to a conversion technique for converting a signal into a wave in the modified examples of the first embodiment, the second to fourteenth embodiments, and the modified examples thereof by using a speaker instead of the microphone. Can be applied. The configurations and processing contents of the
第一実施形態同様、波として、音波を用いているが、電波や光波を用いてもよいし、他の帯域の電磁波を用いてもよい。その場合、スピーカに代えて、送信アンテナや発光素子等を用いることができる。要は、信号を同種の波に変換可能な複数の変換部であればよい。なお、変換部のことを、波を送信できるという意味から送信部と呼んでもよい。なお、第一実施形態の変形例で説明した受信部と送信部とを合わせて送受信部と呼んでもよい。 As in the first embodiment, a sound wave is used as a wave, but a radio wave or a light wave may be used, or an electromagnetic wave in another band may be used. In that case, a transmitting antenna, a light emitting element, or the like can be used instead of the speaker. In short, it is only necessary that a plurality of converters can convert a signal into the same kind of wave. Note that the conversion unit may be called a transmission unit in the sense that a wave can be transmitted. Note that the receiving unit and the transmitting unit described in the modification of the first embodiment may be collectively referred to as a transmitting / receiving unit.
<その他の変形例>
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
<Other modifications>
The present invention is not limited to the above embodiments and modifications. For example, the above-described various processes may be executed not only in chronological order as described, but also in parallel or individually according to the processing capability of the device that executes the processes or as necessary. In addition, modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
<プログラム及び記録媒体>
また、上記の実施形態及び変形例で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現してもよい。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
<Program and recording medium>
In addition, various processing functions in each device described in the above embodiments and modifications may be realized by a computer. In this case, the processing content of the function that each device should have is described by a program. Then, by executing this program on a computer, various processing functions in each of the above devices are realized on the computer.
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。 A program describing this processing content can be recorded on a computer-readable recording medium. As a computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させてもよい。 The distribution of the program is performed by, for example, selling, transferring, lending, or the like, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM on which the program is recorded. Further, the program may be stored in a storage device of a server computer, and the program may be distributed by transferring the program from the server computer to another computer via a network.
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶部に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実施形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage unit. Then, when executing the processing, the computer reads the program stored in its own storage unit and executes the processing according to the read program. As another embodiment of the program, a computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time a program is transferred from the server computer to the computer, processing according to the received program may be sequentially performed. A configuration in which the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes a processing function only by executing an instruction and acquiring a result without transferring a program from the server computer to the computer. It may be. It should be noted that the program includes information to be used for processing by the computer and which is similar to the program (such as data that is not a direct command to the computer but has properties that define the processing of the computer).
また、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、各装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 Further, each device is configured by executing a predetermined program on a computer, but at least a part of the processing contents may be realized by hardware.
Claims (8)
前記M個の第m変換部を支持した状態で変形することで、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する支持部と、
前記M個の第m変換部の位置関係の変化を動的に検出し、前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係を取得する位置関係取得部と、
前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向と前記M個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更部と、
前記フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に前記第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタ部とを含み、
前記支持部は、可動部を含み、前記支持部に含まれる前記可動部の可動により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
前記支持部は、三脚の構造を含み、
前記M個の第m変換部は、前記三脚の各脚に取り付けられ、円状に配置され、
前記三脚の各脚と、三脚の中心の軸の間に歯車状のかみ合わせの機構を含み、前記軸を動かして、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
前記位置関係取得部は、前記軸の移動量を変形量として取得し、
前記パラメータ変更部は、前記変形量に基づき、M個の第m変換部間の角度を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択する、
変換装置。 M is any integer of 2 or more, m = 1, 2,..., M, M m-th conversion units capable of converting a signal into a wave,
By deforming in a state in which the M m-th conversion unit is supported, a support unit that changes the positional relationship of the M-th m-th conversion unit,
A change in the positional relationship between the M m-th conversion units is dynamically detected, and a positional relationship acquisition unit that obtains a dynamically changing positional relationship between the M m-th conversion units,
Based on the dynamically changing positional relationship of the M m-th transform units, calculate a filter obtained from a parameter indicating a relationship between a predetermined position or direction in space and the M m-th transform units or A parameter change section to be selected,
Using the filter, including a filter unit that changes the characteristics of the signal before conversion in the m-th conversion unit to a wave emitted in a predetermined position or direction in space ,
The support section includes a movable section, and by moving the movable section included in the support section, changes the positional relationship between the M m-th conversion sections,
The support includes a tripod structure,
The M m-th conversion units are attached to each leg of the tripod, are arranged in a circle,
Each leg of the tripod, including a gear-shaped engagement mechanism between the center axis of the tripod, move the axis, change the positional relationship of the M m-th conversion unit,
The positional relationship acquisition unit acquires a movement amount of the axis as a deformation amount,
The parameter changing unit calculates or selects a filter obtained from a parameter indicating an angle between the M m-th conversion units based on the deformation amount.
Conversion device.
中心の軸の移動量を変形量lとし、歯車の中心から軸までの距離をr1とし、歯車部分の半径をr2とし、歯車の中心から第m変換部の位置までの距離をr3とし、三脚の角度の初期値をθdとし、θdにおけるM個の第m変換部の成す円の半径をrとし、
前記パラメータ変更部は、前記変形量lに基づき、三脚の角度変更後のM個の第m変換部間の角度を
として求め、θ'dからフィルタwを
として計算または選択する、
変換装置。 The conversion device according to claim 1,
The amount of deformation of the center shaft is defined as l, the distance from the center of the gear to the shaft is defined as r1, the radius of the gear portion is defined as r2, the distance from the center of the gear to the position of the m-th conversion unit is defined as r3, and a tripod is used. of the initial value of the angle and theta d, the radius of the circle formed by the m-th conversion unit of the M in theta d and r,
The parameter changing unit is configured to calculate the angle between the M m-th conversion units after changing the angle of the tripod based on the deformation amount l.
And filter w from θ ' d
Calculated or selected as
Conversion device.
前記M個の第m変換部を支持した状態で変形することで、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する支持部と、
前記M個の第m変換部の位置関係の変化を動的に検出し、前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係を取得する位置関係取得部と、
前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向と前記M個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更部と、
前記フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に前記第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタ部とを含み、
前記支持部は1つ以上の部材からなり、前記支持部が2つ以上の部材からなる場合には、ある部材は少なくとも1つの他の部材と繋がっており、
前記支持部は、可動部を含み、前記支持部に含まれる前記可動部の可動により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
Jを2以上の整数の何れかとし、j=1,2,…,Jとし、前記支持部はJ個の第j伸縮部からなり、ある第j伸縮部は少なくとも1つの他の第j伸縮部と繋がっており、
第j伸縮部は、筒状であり、第j伸縮部が第j-1伸縮部内に入ることで前記支持部全体が縮み、第j伸縮部が第j-1伸縮部から出ることで前記支持部全体が伸び、前記支持部の伸縮により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
前記位置関係取得部は、第j-1伸縮部から出ている第j伸縮部の長さを変形量として取得し、
前記パラメータ変更部は、前記変形量に基づき、音波が第m変換部に到達する遅延時間を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択する、
変換装置。 M is any integer of 2 or more, m = 1, 2,..., M, M m-th conversion units capable of converting a signal into a wave,
By deforming in a state in which the M m-th conversion unit is supported, a support unit that changes the positional relationship of the M-th m-th conversion unit,
A change in the positional relationship between the M m-th conversion units is dynamically detected, and a positional relationship acquisition unit that obtains a dynamically changing positional relationship between the M m-th conversion units,
Based on the dynamically changing positional relationship of the M m-th transform units, calculate a filter obtained from a parameter indicating a relationship between a predetermined position or direction in space and the M m-th transform units or A parameter change section to be selected,
Using the filter, including a filter unit that changes the characteristics of the signal before conversion in the m-th conversion unit to a wave emitted in a predetermined position or direction in space,
The support portion is made of one or more members, and when the support portion is made of two or more members, one member is connected to at least one other member,
The support section includes a movable section, and by moving the movable section included in the support section, changes the positional relationship between the M m-th conversion sections,
J is any integer greater than or equal to 2 and j = 1, 2,..., J, wherein the support portion is composed of J j-th stretchable portions, and a certain j-th stretchable portion is at least one other j-th stretchable portion. Connected to the department
The j-th elastic portion is cylindrical, and the entire support portion is contracted when the j-th elastic portion enters the j-1 elastic portion, and the support is provided when the j-th elastic portion comes out of the j-1 elastic portion. The entire part is stretched, and the expansion and contraction of the support part changes the positional relationship between the M m-th conversion parts,
The positional relationship acquisition unit acquires the length of the j-th elastic portion protruding from the j-1 elastic portion as a deformation amount,
The parameter changing unit, based on the deformation amount, calculates or selects a filter obtained from a parameter indicating a delay time at which the sound wave reaches the m-th conversion unit,
Conversion device.
第j-1伸縮部から出ている第j伸縮部の長さを変形量ljとし、第1伸縮部から第j伸縮部までに取り付けれらている第m変換部の総数をMjとし、第j伸縮部の先端側の端部から、第j伸縮部の最も先端側に配置された第Mj変換部までの距離をdjとし、ある第j伸縮部に配置された隣接する第m変換部間の距離をdxとし、第j伸縮部に配置された第m変換部と、第j-1伸縮部に配置された第m変換部との半径方向の距離をdyとし、対象とする音の入射角をθsとし、音速をcとし、
前記パラメータ変更部は、前記変形量ljに基づき、音波が第m変換部に到達する遅延時間τmを、第1変換部を基準として
として求め、τmから前記フィルタwを
am=exp<-jωτm>
として計算または選択する、
変換装置。 4. The conversion device according to claim 3, wherein
The length of the j-th elastic part coming out of the j-th elastic part is defined as a deformation amount l j, and the total number of m-th converting parts attached from the first elastic part to the j-th elastic part is M j , The distance from the end on the distal end side of the j-th expandable portion to the Mj-th conversion portion disposed on the most distal end side of the j-th expandable portion is d j, and the adjacent m-th expandable portion disposed at a certain j-th expandable portion The distance between the conversion units is d x , the radial distance between the m-th conversion unit disposed on the j-th expansion unit and the m-th conversion unit disposed on the j-1 expansion unit is d y , Let θ s be the angle of incidence of the sound, and let c be the speed of sound,
Wherein the parameter changing unit, based on the amount of deformation l j, the delay time tau m sound waves to reach the first m conversion unit, based on the first conversion unit
And the filter w is obtained from τ m
a m = exp <-jωτ m >
Calculated or selected as
Conversion device.
floor(A)を値Aを超えない最大の整数を返す関数とし、MAX(A,B)をAまたはBの何れか大きい値を返す関数とし、αをマージンの長さとし、
とし、Sj≧1だった場合は、第j伸縮部において1番目の第m変換部からSj番目の第m変換部までの変換処理を行わない、
変換装置。 5. The conversion device according to claim 4, wherein
floor (A) is a function that returns the largest integer not exceeding the value A, MAX (A, B) is a function that returns the larger value of A or B, α is the length of the margin,
When S j ≧ 1, the conversion process from the first m-th conversion unit to the S j- th m-th conversion unit is not performed in the j- th expansion / contraction unit.
Conversion device.
前記M個の第m変換部を支持した状態で変形することで、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する支持部とを含み、
前記支持部は、可動部を含み、前記支持部に含まれる前記可動部の可動により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
前記支持部は、三脚の構造を含み、
前記M個の第m変換部は、前記三脚の各脚に取り付けられ、円状に配置され、
前記三脚の各脚と、三脚の中心の軸の間に歯車状のかみ合わせの機構を含み、前記軸を動かして、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する変換装置を用いた変換方法であって、
前記M個の第m変換部の位置関係の変化を動的に検出し、前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係を取得する位置関係取得ステップと、
前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向と前記M個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更ステップと、
前記フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に前記第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタステップとを含み、
前記位置関係取得ステップは、前記軸の移動量を変形量として取得し、
前記パラメータ変更ステップは、前記変形量に基づき、M個の第m変換部間の角度を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択する、
変換方法。 M is any integer of 2 or more, m = 1, 2,..., M, M m-th conversion units capable of converting a signal into a wave,
By deforming in a state where the M m-th conversion unit is supported, including a support unit that changes the positional relationship of the M-th m-th conversion unit ,
The support section includes a movable section, and by moving the movable section included in the support section, changes the positional relationship between the M m-th conversion sections,
The support includes a tripod structure,
The M m-th conversion units are attached to each leg of the tripod, are arranged in a circle,
Each leg of the tripod, including a gear-shaped engagement mechanism between the center axis of the tripod, by moving the axis, using a conversion device that changes the positional relationship of the M m-th conversion unit. The method
Dynamically detecting a change in the positional relationship of the M m-th conversion units, the M m-th conversion unit, a positional relationship obtaining step of obtaining a dynamically changing positional relationship,
Based on the dynamically changing positional relationship of the M m-th transform units, calculate a filter obtained from a parameter indicating a relationship between a predetermined position or direction in space and the M m-th transform units or Parameter change step to select,
Using the filter, a filter step of changing the characteristics of a signal before being converted in the m-th conversion unit into a wave emitted in a predetermined position or direction in space,
The positional relationship obtaining step obtains a movement amount of the axis as a deformation amount,
The parameter changing step, based on the deformation amount, calculates or selects a filter obtained from a parameter indicating the angle between the M m-th conversion unit,
Conversion method.
前記M個の第m変換部を支持した状態で変形することで、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する支持部とを含み、
前記支持部は1つ以上の部材からなり、前記支持部が2つ以上の部材からなる場合には、ある部材は少なくとも1つの他の部材と繋がっており、
前記支持部は、可動部を含み、前記支持部に含まれる前記可動部の可動により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更し、
Jを2以上の整数の何れかとし、j=1,2,…,Jとし、前記支持部はJ個の第j伸縮部からなり、ある第j伸縮部は少なくとも1つの他の第j伸縮部と繋がっており、
第j伸縮部は、筒状であり、第j伸縮部が第j-1伸縮部内に入ることで前記支持部全体が縮み、第j伸縮部が第j-1伸縮部から出ることで前記支持部全体が伸び、前記支持部の伸縮により、前記M個の第m変換部の位置関係を変更する変換装置を用いた変換方法であって、
前記M個の第m変換部の位置関係の変化を動的に検出し、前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係を取得する位置関係取得ステップと、
前記M個の第m変換部の、動的に変化する位置関係に基づき、空間上の所定の位置または方向と前記M個の第m変換部との関係を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択するパラメータ変更ステップと、
前記フィルタを用いて、空間上の所定の位置または方向へ発する波に前記第m変換部において変換する前の信号の特性を異ならせるフィルタステップとを含み、
前記位置関係取得ステップは、第j-1伸縮部から出ている第j伸縮部の長さを変形量として取得し、
前記パラメータ変更ステップは、前記変形量に基づき、音波が第m変換部に到達する遅延時間を示すパラメータから得られるフィルタを計算または選択する、
変換方法。 M is any integer of 2 or more, m = 1, 2,..., M, M m-th conversion units capable of converting a signal into a wave,
By deforming in a state where the M m-th conversion unit is supported, including a support unit that changes the positional relationship of the M-th m-th conversion unit,
The support portion is made of one or more members, and when the support portion is made of two or more members, one member is connected to at least one other member,
The support section includes a movable section, and by moving the movable section included in the support section, changes the positional relationship between the M m-th conversion sections,
J is any integer greater than or equal to 2 and j = 1, 2,..., J, wherein the support portion is composed of J j-th stretchable portions, and a certain j-th stretchable portion is at least one other j-th stretchable portion. Connected to the department
The j-th elastic portion is cylindrical, and the entire support portion is contracted when the j-th elastic portion enters the j-1 elastic portion, and the support is provided when the j-th elastic portion comes out of the j-1 elastic portion. A conversion method using a conversion device that extends the entire part and expands and contracts the support part, thereby changing a positional relationship between the M m-th conversion parts,
Dynamically detecting a change in the positional relationship of the M m-th conversion units, the M m-th conversion unit, a positional relationship obtaining step of obtaining a dynamically changing positional relationship,
Based on the dynamically changing positional relationship of the M m-th transform units, calculate a filter obtained from a parameter indicating a relationship between a predetermined position or direction in space and the M m-th transform units or Parameter change step to select,
Using the filter, a filter step of changing the characteristics of a signal before being converted in the m-th conversion unit into a wave emitted in a predetermined position or direction in space,
The positional relationship acquisition step acquires the length of the j-th elastic portion protruding from the j-1 elastic portion as a deformation amount,
The parameter changing step, based on the deformation amount, calculates or selects a filter obtained from a parameter indicating a delay time at which the sound wave reaches the m-th conversion unit,
Conversion method.
A program for causing a computer to execute the conversion method according to claim 6.
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