JP2011087218A - 拡声システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 マイクロホン使用者がスピーカに近づいた際に発生するハウリングを予防できる拡声システムを提供する。
【解決手段】 受信装置10はカメラ40によって撮像されたカメラ画像から赤外線を撮像した部分を認識することにより赤外線マイクロホン20の位置を特定するマイクロホン位置特定部15と、特定された赤外線マイクロホン20の位置と所定の位置に設置されたスピーカとのマイクロホン−スピーカ間の距離を算出するマイクロホン−スピーカ間距離算出部16と、マイクロホン−スピーカ間距離に応じて音声利得メモリ19を参照しつつ拡声音量を制御する音声利得制御部18とを有している。
【選択図】 図2
【解決手段】 受信装置10はカメラ40によって撮像されたカメラ画像から赤外線を撮像した部分を認識することにより赤外線マイクロホン20の位置を特定するマイクロホン位置特定部15と、特定された赤外線マイクロホン20の位置と所定の位置に設置されたスピーカとのマイクロホン−スピーカ間の距離を算出するマイクロホン−スピーカ間距離算出部16と、マイクロホン−スピーカ間距離に応じて音声利得メモリ19を参照しつつ拡声音量を制御する音声利得制御部18とを有している。
【選択図】 図2
Description
本発明は、マイクロホンからの音声信号をスピーカにより拡声する拡声システムに関する。
人の到来を検知して音声で案内する拡声システムにおいて、マイクロホンを所持した人がスピーカに近づいたり離れたりしても適切な音量で案内するとともにハウリングを抑制するために、2台のカメラを用いて画像認識により人を認識し、人とスピーカとの距離を算出し、距離に応じて拡声音量を変える拡声システムが知られている(特許文献1)。
しかしながら、従来の拡声システムにおいては、拡声空間に多くの人がいる場合に、マイクロホンを持った人とマイクロホンを持っていない人とを画像処理により判断するのには、予めマイクロホン使用者を特定しておく必要があった。また、人がすれ違ったりした際にはマイクロホンを持った人を誤認識するという課題があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、予めマイクロホン使用者を特定する必要がなく、かつ誤認識することなく、カメラ撮像画像からマイクロホンの位置を容易に特定でき、拡声空間上でのマイクロホンとスピーカとの距離に応じて適切な音量制御を行うことができる拡声システムを実現することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、予めマイクロホン使用者を特定する必要がなく、かつ誤認識することなく、カメラ撮像画像からマイクロホンの位置を容易に特定でき、拡声空間上でのマイクロホンとスピーカとの距離に応じて適切な音量制御を行うことができる拡声システムを実現することを目的とする。
音声を音声信号に変換するマイクロホンと、前記音声信号により変調された赤外線を発光する赤外線発光手段とを備えた赤外線マイクロホンと、
前記赤外線マイクロホンより発光された赤外線を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力から音声信号を復調する復調回路と、前記復調回路により復調された音声信号の拡声音量を制御する拡声音量制御部と、
音量制御された前記音声信号でスピーカを駆動するアンプと、
前記音声信号を拡声するスピーカと、
前記赤外線マイクロホンを撮像するカメラとを有した拡声システムであって、
前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカが同じ拡声空間上にあり、
前記カメラによる撮像画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定し、前記拡声空間における前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求め、該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の音量を減少するように制御することを特徴とする拡声システム。
前記赤外線マイクロホンより発光された赤外線を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力から音声信号を復調する復調回路と、前記復調回路により復調された音声信号の拡声音量を制御する拡声音量制御部と、
音量制御された前記音声信号でスピーカを駆動するアンプと、
前記音声信号を拡声するスピーカと、
前記赤外線マイクロホンを撮像するカメラとを有した拡声システムであって、
前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカが同じ拡声空間上にあり、
前記カメラによる撮像画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定し、前記拡声空間における前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求め、該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の音量を減少するように制御することを特徴とする拡声システム。
この構成により、拡声空間内の赤外線マイクロホンの位置を、CIE色度図の極めて限られた領域内で閾値を越える明るさの有無として判定することができるので、赤外線マイクロホンの誤認識のおそれがなく、正確に拡声空間上におけるマイクロホンとスピーカとの距離を求めることができ、この距離に応じて拡声音量を制御することで、ハウリングを防止することができる。
また本発明の拡声システムは、前記スピーカは前記拡声空間の所定の位置に配設され、1つの前記カメラと撮像画像空間の座標位置を前記拡声空間の座標位置へと変換する座標位置変換手段と前記赤外線マイクロホンの高さ情報とから前記距離を求める構成を有している。
この構成により、カメラが1台であっても赤外線マイクロホンの高さ情報を用いることにより、カメラの撮像画像から拡声空間における赤外線マイクロホンとスピーカとの距離を求めることができ、ハウリングを防止して拡声することが可能となる。
また本発明の拡声システムは、カメラを複数有した請求項1記載の拡声システムであって、前記赤外線マイクロホンまたは前記スピーカを撮像するためのそれぞれ異なる位置に設置された複数のカメラによる複数の撮像画像から、前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカの拡声空間上の位置を特定する構成を有している。
また本発明の拡声システムは、カメラを複数有した請求項1記載の拡声システムであって、前記赤外線マイクロホンまたは前記スピーカを撮像するためのそれぞれ異なる位置に設置された複数のカメラによる複数の撮像画像から、前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカの拡声空間上の位置を特定する構成を有している。
この構成により、赤外線マイクロホンまたはスピーカを2台以上のカメラによって撮像することで、1台のカメラの場合には必要であった赤外線マイクロホンの高さ情報を必要とすることなく、それぞれの拡声空間上の位置をより正確に特定することが可能となり、空間上のマイクロホンとスピーカとの距離を求めることができ、該距離に応じて適切な拡声音量制御を行うことができ、ハウリングを防止することができる。
また本発明の拡声システムは、前記カメラによる撮像画像中に前記赤外線マイクロホンが特定できない場合は現在の拡声音量を保持する構成を有している。
この構成により、赤外線マイクロホンが障害物等によってカメラに撮像されない場合にも安定してハウリング防止動作を行うことができる。
また本発明の拡声システムは、前記赤外線マイクロホンを複数有した請求項1乃至4項のいずれか1項に記載の拡声システムであって、それぞれの赤外線マイクロホンについて前記距離を求め、該距離と前記マイクロホンの音響的指向性特性値とに基づいて拡声音量制御対象とする赤外線マイクロホンを決定する構成を有している。
また本発明の拡声システムは、前記赤外線マイクロホンを複数有した請求項1乃至4項のいずれか1項に記載の拡声システムであって、それぞれの赤外線マイクロホンについて前記距離を求め、該距離と前記マイクロホンの音響的指向性特性値とに基づいて拡声音量制御対象とする赤外線マイクロホンを決定する構成を有している。
この構成により、同一拡声空間にて複数本の赤外線マイクロホンが使用されていても、赤外線マイクロホンとスピーカとの距離およびそれぞれのマイクロホンの音響的指向性特性値の総合的な評価によって、拡声音量制御対象とする赤外線マイクロホンを決定でき、ハウリングを防止して拡声することが可能となる。
また本発明の拡声システムの制御方法は、音声信号を赤外線発光手段により送信する赤外線マイクロホンと、該赤外線を受光して前記音声信号を復調するとともに復調された音声信号の拡声音量を制御する拡声音量制御部と、該音声信号を拡声するスピーカと、前記赤外線マイクロホンを撮像するカメラとを備え、前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカが同じ空間上に存在する拡声システムの制御方法であって、
前記赤外線マイクロホンを撮像するステップと、
撮像された画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定するステップと、
前記拡声空間における前記赤外線マイクロホンの前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求めるステップと、
該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の拡声音量の音量を減少するように制御するステップとを有した方法である。
前記赤外線マイクロホンを撮像するステップと、
撮像された画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定するステップと、
前記拡声空間における前記赤外線マイクロホンの前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求めるステップと、
該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の拡声音量の音量を減少するように制御するステップとを有した方法である。
この方法により、拡声空間内の赤外線マイクロホンの位置を、CIE色度図の極めて限られた領域内で閾値を越える明るさの有無として判定することができるので、赤外線マイ
クロホンの誤認識のおそれがなく、正確に拡声空間上におけるマイクロホンとスピーカとの距離を求めることができ、この距離に応じて拡声音量を制御することで、ハウリングを防止することができる。
クロホンの誤認識のおそれがなく、正確に拡声空間上におけるマイクロホンとスピーカとの距離を求めることができ、この距離に応じて拡声音量を制御することで、ハウリングを防止することができる。
本発明によれば、予めマイクロホン使用者を特定する必要がなく、かつ誤認識することなく、カメラ撮像画像からマイクロホンの位置を容易に特定できため、拡声空間上でのマイクロホンとスピーカとの距離に応じてハウリングを未然に防止して適切な音量制御を行うことができるという効果を奏するものである。詳述すると、赤外線マイクロホンから発せられる赤外線を撮像し、色度座標上の極めて限られた領域内で閾値を越える明るさの有無を判定することで赤外線マイクロホンを検出することにより、赤外線マイクロホンを高い確度で認識しその位置を的確に特定することができ、その結果、特定した赤外線マイクロホンの拡声空間における位置とスピーカの位置との間の距離に応じ、その距離が小さい場合に拡声音量を小さくするよう制御することによって、ハウリングを防止することができるというすぐれた効果が得られるものである。
以下、本発明の実施の形態の拡声システムについて図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、拡声空間としては、学校の教室、教会、会議室またはホール等のいずれにおいても用いることができるが、これらに限られるものではない。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の拡声システム1の構成を示す図である。第1の実施の
形態の拡声システム1は、赤外線により音声信号を送信する赤外線マイクロホン20と、赤外線音声信号を受信する受信装置10と、拡声空間5に音声信号を拡声するスピーカ30と、赤外線マイクロホン20およびスピーカ30を撮像し後述する赤外線に対して色度情報の分光感度を有するカメラ40とを有している。赤外線マイクロホン20は赤外発光部21を有しており、図示しないマイクロホンにて集音された音声信号で変調された近赤外帯域850nmの赤外線が発光される。赤外発光部21は例えば赤外線発光ダイオードであり、全周囲に発光できるように3ヶまたは6ヶの赤外線発光ダイオードが120度または60度の等間隔に取り付けられている。また、赤外線発光ダイオードの赤外線は赤外線透過性の筐体を通過して、受信装置10へ音声信号を送信する。
ここで、筐体として赤外線透過性の部材を使用してもよいし、赤外線発光ダイオードから発光された赤外線がより広い角度範囲へ拡散されるように拡散部材を使用してもよい。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の拡声システム1の構成を示す図である。第1の実施の
形態の拡声システム1は、赤外線により音声信号を送信する赤外線マイクロホン20と、赤外線音声信号を受信する受信装置10と、拡声空間5に音声信号を拡声するスピーカ30と、赤外線マイクロホン20およびスピーカ30を撮像し後述する赤外線に対して色度情報の分光感度を有するカメラ40とを有している。赤外線マイクロホン20は赤外発光部21を有しており、図示しないマイクロホンにて集音された音声信号で変調された近赤外帯域850nmの赤外線が発光される。赤外発光部21は例えば赤外線発光ダイオードであり、全周囲に発光できるように3ヶまたは6ヶの赤外線発光ダイオードが120度または60度の等間隔に取り付けられている。また、赤外線発光ダイオードの赤外線は赤外線透過性の筐体を通過して、受信装置10へ音声信号を送信する。
ここで、筐体として赤外線透過性の部材を使用してもよいし、赤外線発光ダイオードから発光された赤外線がより広い角度範囲へ拡散されるように拡散部材を使用してもよい。
図2は受信装置10の内部のブロック図を示している。受信装置10は、赤外線マイクロホン20からの赤外線信号を受光する受光センサー11と、受信信号から音声信号を復調する復調回路12と、復調された音声信号の利得を制御する拡声音量制御部13と、音声信号でスピーカ30を駆動するためのアンプ14とを有している。なお、アンプ14は受信装置10に内蔵型としてもよいし、受信装置10とは別体に外設してもよいし、スピーカ30に内蔵しアンプ内蔵スピーカとしてもよい。
さらに、受信装置10はカメラ40によって撮像されたカメラ画像から赤外線マイクロホン20の画像上での位置を特定するマイクロホン位置特定部15と、特定された赤外線マ
イクロホン20の位置と所定の位置に設置されたスピーカとのマイクロホン−スピーカ間の距離をマイクロホンおよびスピーカ位置メモリ17を用いて算出するマイクロホン−スピーカ間距離算出部16と、マイクロホン−スピーカ間距離に応じて音声利得メモリ19を参照しつつ音声利得を算出する音声利得算出部18とを有している。
なお、マイクロホンの位置を特定し、マイクロホン−スピーカ間距離から拡声音量を制御する音声利得算出ブロック140は、受信装置10に内蔵するものとしてもよいし、受信装置10の外付けの構成としてもよい。
図3は、カメラ撮像画像からマイクロホン−スピーカ間距離を求める方法を示す図である。これを用いて具体的なマイクロホン−スピーカ間距離算出方法を説明する。
カメラ40により撮像されたカメラ画像は図3では、拡声空間:X,Y,Z空間から2次元平面:uv平面への投影となりカメラ画像70として認識される。ここでカメラ40はuv平面がZ軸と平行ではないように、その撮像方向が設定されているものとする。X,Y,Z空間において、スピーカ50は(Sx,Sy,Sz)の座標に位置し、マイクロホン60は(Mx,My,Mz)に位置するものとする。また、スピーカ50およびマイクロホン60はuv平面ではスピーカS′51(S′u,S′v)およびマイクロホンM′61(M′u,M′v)であり、スピーカ50およびマイクロホン60の高さは、スピーカ設置時およびマイクロホン使用時に設定するものとし、Sz0およびMz0に設定されているものとする。ここで、uv平面と直交するw軸を考えると、図3のu,v,w空間上ではスピーカ50およびマイクロホン60の高さはそれぞれS′w、M′wであるが、w軸をZ軸と平行とすることによって、S′w=Sz0、M′w=Mz0 とすることができる。
もちろん、Sz0およびMz0は、スピーカの取り付け位置およびマイクロホン使用者や使用される場所に応じて適宜変更可能である。
X,Y,Z空間からu,v,w空間上への座標変換は3行3列の変換行列Aによる線形変換で計算される。一方、スピーカ50とマイクロホン60は、それぞれX,Y,Z空間では、(Sx,Sy,Sz)および(Mx,My,Mz)であり、u,v,w空間上では、(S′u,S′v,S′w)および(M′u,M′v,M′w)であるので、以上の前提条件の下に座標変換
さらに、受信装置10はカメラ40によって撮像されたカメラ画像から赤外線マイクロホン20の画像上での位置を特定するマイクロホン位置特定部15と、特定された赤外線マ
イクロホン20の位置と所定の位置に設置されたスピーカとのマイクロホン−スピーカ間の距離をマイクロホンおよびスピーカ位置メモリ17を用いて算出するマイクロホン−スピーカ間距離算出部16と、マイクロホン−スピーカ間距離に応じて音声利得メモリ19を参照しつつ音声利得を算出する音声利得算出部18とを有している。
なお、マイクロホンの位置を特定し、マイクロホン−スピーカ間距離から拡声音量を制御する音声利得算出ブロック140は、受信装置10に内蔵するものとしてもよいし、受信装置10の外付けの構成としてもよい。
図3は、カメラ撮像画像からマイクロホン−スピーカ間距離を求める方法を示す図である。これを用いて具体的なマイクロホン−スピーカ間距離算出方法を説明する。
カメラ40により撮像されたカメラ画像は図3では、拡声空間:X,Y,Z空間から2次元平面:uv平面への投影となりカメラ画像70として認識される。ここでカメラ40はuv平面がZ軸と平行ではないように、その撮像方向が設定されているものとする。X,Y,Z空間において、スピーカ50は(Sx,Sy,Sz)の座標に位置し、マイクロホン60は(Mx,My,Mz)に位置するものとする。また、スピーカ50およびマイクロホン60はuv平面ではスピーカS′51(S′u,S′v)およびマイクロホンM′61(M′u,M′v)であり、スピーカ50およびマイクロホン60の高さは、スピーカ設置時およびマイクロホン使用時に設定するものとし、Sz0およびMz0に設定されているものとする。ここで、uv平面と直交するw軸を考えると、図3のu,v,w空間上ではスピーカ50およびマイクロホン60の高さはそれぞれS′w、M′wであるが、w軸をZ軸と平行とすることによって、S′w=Sz0、M′w=Mz0 とすることができる。
もちろん、Sz0およびMz0は、スピーカの取り付け位置およびマイクロホン使用者や使用される場所に応じて適宜変更可能である。
X,Y,Z空間からu,v,w空間上への座標変換は3行3列の変換行列Aによる線形変換で計算される。一方、スピーカ50とマイクロホン60は、それぞれX,Y,Z空間では、(Sx,Sy,Sz)および(Mx,My,Mz)であり、u,v,w空間上では、(S′u,S′v,S′w)および(M′u,M′v,M′w)であるので、以上の前提条件の下に座標変換
(ステップ1)
w軸をZ軸と平行とすることで、S′w=Sz0とし、変換行列Aの3行目の要素はすべて決定することができる。
(ステップ2)
次に、スピーカ50は、X,Y,Z空間では、(Sx0,Sy0,Sz0)であり、このスピーカ50をカメラ40で撮像することによりu,v,w空間上では(S′u0,S′v0,S′w0)であることがわかり、変換行列Aの未決定であった要素6つに関して2つの連立方程式を立てることができる。
(ステップ3)
次にマイクロホン60をスピーカ50とは異なる位置に置いて、カメラ40で撮像することによりそれぞれX,Y,Z空間では、(Mx0,My0,Mz0),(Mx1,My1,Mz1)であるがu,v,w空間では(M′u0,M′v0,M′w0),(M′u1,M′v1,M′w1)であることがわかり、ステップ2と同様に考えて変換行列Aの未決定であった要素6つに関してさらに4つの連立方程式を立てることができる。
ステップ2とステップ3とから6つの連立方程式を解けば、変換行列Aのすべての要素が求まる。
変換行列Aが求まれば、Aの逆行列を計算することにより、u,v,w空間での位置が特定できれば、線形逆変換により、撮像画像中のマイクロホン61が移動してもX,Y,Z空間での位置を特定することができる。このAの逆行列が、カメラによる撮像画像空間の座標位置を拡声空間の座標位置へと変換する座標位置変換手段に相当する。
なお、カメラ画像70の中から、マイクロホン位置特定部15は赤外線マイクロホン20の赤外線発光部21を認識することによりマイクロホン61の位置を特定する。一般に可視色信号を含む被写体は色度座標上で図4のCIE色度図に示す略半楕円形状100の内部に位置するが、近赤外線は図4の赤外線領域120に位置し、色度座標上の極めて限られた領域内で閾値を越える明るさの有無により判定することができる。このことを利用して、赤外線マイクロホンを高い確度で認識しその位置を的確に特定することができる。
上述の如く、X,Y,Z空間におけるスピーカ50の座標(Sx,Sy,Sz)とマイクロホン60の座標(Mx,My,Mz)が求まれば、
なお、カメラ画像70の中から、マイクロホン位置特定部15は赤外線マイクロホン20の赤外線発光部21を認識することによりマイクロホン61の位置を特定する。一般に可視色信号を含む被写体は色度座標上で図4のCIE色度図に示す略半楕円形状100の内部に位置するが、近赤外線は図4の赤外線領域120に位置し、色度座標上の極めて限られた領域内で閾値を越える明るさの有無により判定することができる。このことを利用して、赤外線マイクロホンを高い確度で認識しその位置を的確に特定することができる。
上述の如く、X,Y,Z空間におけるスピーカ50の座標(Sx,Sy,Sz)とマイクロホン60の座標(Mx,My,Mz)が求まれば、
次に、音声利得算出部18は、算出されたマイクロホン−スピーカ間距離Lの値によって、図5(a)の如く音声利得を算出し、拡声音量制御部13は算出された音声利得に応じて拡声音量を制御する。ここで、図5(a)ではマイクロホン−スピーカ間距離が所定距離Aとなるまでは音声利得値を一定とし、マイクロホン−スピーカ間距離がAより小さくなると、図5(a)のごとく直線または曲線にて音声利得値を減少させるものである。
減少させる場合に、図5(a)の2)のように直線的に減少させてもよいし、1)または3)のように曲線的に減少させるのでもよい。また、図示しないがマイクロホン−スピーカ間距離が0となる前に音声利得値を0とするような減少直線または曲線とすることも可能である。
一方図5(b)の如く、音声利得値を段階的に減少させることもできる。この場合は、マイクロホン使用者へ拡声音量の変化によって、スピーカに近づいていることを図5(a)の場合よりも明確に知らせることができるため、使用者がさらにスピーカに近づくことを避けるなどの対応をとることも可能となる。
このように図5(a)または図5(b)のように、マイクロホン−スピーカ間距離が小さくなるのに応じて音声利得値が単調減少または一定区間で一定とすることを減少というものとする。
次に、本実施の形態の拡声システム1の動作について説明する。
図6は、本拡声システム1の動作を示す図である。前提として図1の赤外線マイクロホン20の高さ情報は既知とする。また、上述の変換行列Aはカメラ40の画角を決定後に算出済みとする。この変換行列Aはカメラ40の画角を変更した場合には再度算出する。
図1のように設置されたカメラ40によって、赤外線マイクロホン20およびスピーカ30が撮像されたカメラ画像を取得する(S10)。次に、取得された画像の中から赤外線領域を認識することにより図3のuv平面におけるマイクロホン61の位置を特定し、uv平面上の位置情報S′u,S′vを求める(S20)。
減少させる場合に、図5(a)の2)のように直線的に減少させてもよいし、1)または3)のように曲線的に減少させるのでもよい。また、図示しないがマイクロホン−スピーカ間距離が0となる前に音声利得値を0とするような減少直線または曲線とすることも可能である。
一方図5(b)の如く、音声利得値を段階的に減少させることもできる。この場合は、マイクロホン使用者へ拡声音量の変化によって、スピーカに近づいていることを図5(a)の場合よりも明確に知らせることができるため、使用者がさらにスピーカに近づくことを避けるなどの対応をとることも可能となる。
このように図5(a)または図5(b)のように、マイクロホン−スピーカ間距離が小さくなるのに応じて音声利得値が単調減少または一定区間で一定とすることを減少というものとする。
次に、本実施の形態の拡声システム1の動作について説明する。
図6は、本拡声システム1の動作を示す図である。前提として図1の赤外線マイクロホン20の高さ情報は既知とする。また、上述の変換行列Aはカメラ40の画角を決定後に算出済みとする。この変換行列Aはカメラ40の画角を変更した場合には再度算出する。
図1のように設置されたカメラ40によって、赤外線マイクロホン20およびスピーカ30が撮像されたカメラ画像を取得する(S10)。次に、取得された画像の中から赤外線領域を認識することにより図3のuv平面におけるマイクロホン61の位置を特定し、uv平面上の位置情報S′u,S′vを求める(S20)。
ここで、カメラ40による撮像画像に赤外線マイクロホン20が存在するか否かを判断し(S70)、撮像画像中に赤外線マイクロホン20が存在する場合は、YESへと進み、先に計算した変換行列Aの逆行列により、u,v,w空間におけるマイクロホン61の位置情報から、X,Y,Z空間におけるマイクロホン60の座標を算出し、マイクロホン60とスピーカ50との距離を
一方、撮像画像中に赤外線マイクロホン20が存在しない場合は、NOへと進み、現在の拡声音量を保持し(S80)、スピーカによる拡声(S60)の動作へと進み、以下カメラ画像取得(S40)以下の同様の動作を行う。
このように図6に示す動作によれば、マイクロホン使用者が拡声空間において図1のAの地点からCの地点まで移動することにより、不用意にスピーカに近づいた場合や赤外線マイクロホン20が人陰などに隠れて検出できない場合でも、ハウリングを未然に防止することができる。したがって、ハウリング検出後にハウリング抑制するのに比べてハウリング発生時の耳障りな音を出力する可能性をなくすことができる。
このように図6に示す動作によれば、マイクロホン使用者が拡声空間において図1のAの地点からCの地点まで移動することにより、不用意にスピーカに近づいた場合や赤外線マイクロホン20が人陰などに隠れて検出できない場合でも、ハウリングを未然に防止することができる。したがって、ハウリング検出後にハウリング抑制するのに比べてハウリング発生時の耳障りな音を出力する可能性をなくすことができる。
なお、上記実施例ではカメラ40が拡声空間に有したものであるが、最近では学校の教室、公的施設等に不審者が乱入する事件が発生し、未然防止の観点から監視カメラが教室等に設置されることも多く、このような監視カメラをカメラ40として利用することももちろん可能である。
次に図1の拡声システムにおいて、赤外線マイクロホン20が複数使用される場合について説明する。図1のハンド型と同じタイプの赤外線マイクロホン20を複数使用してもよいし、異なるタイプの組み合せ例えば赤外線マイクロホン20と図示しない首からぶら下げるタイプのペンダント型のマイクロホンとの組合せとしてもよい。指向性の異なるマイクロホンを備えた複数の赤外線マイクロホン20を使用する場合には、単純にスピーカ30との距離だけではなく、それぞれのマイクロホンの音響的指向性も考慮にいれ、距離と音響的指向性の特性値の両方の総合特性からハウリングを発生する可能性の高い赤外線マイクロホンを決定し、決定された赤外線マイクロホンによって、音声利得値を制御することとしてもよい。たとえば、単一指向性マイクロホンを備えた赤外線マイクロホンが無指向性マイクロホンを備えた赤外線マイクロホンよりもスピーカ30に近い場合でも、無指向性マイクロホンの方が一般的にマイク使用者以外からのノイズ、すなわちスピーカ30からの拡声音声やマイク使用者以外の話し声などをひろいやすいため、拡声音量制御用のマイクロホンとして、無指向性マイクロホンを選択してもよいのである。
このように、単にマイクロホンとスピーカとの距離だけではなくマイクロホンの音響的指向性をも加味することによって、マイクロホンの音響指向特性も考慮に入れたハウリングの未然防止が可能となる。
このように、単にマイクロホンとスピーカとの距離だけではなくマイクロホンの音響的指向性をも加味することによって、マイクロホンの音響指向特性も考慮に入れたハウリングの未然防止が可能となる。
上述の説明によれば、同一拡声空間にて複数本の赤外線マイクロホンが使用されている場合であっても、赤外線マイクロホンとスピーカとの距離およびそれぞれのマイクロホンの音響的指向性特性値の総合的な評価によって、拡声音量制御対象とする赤外線マイクロホンを決定でき、ハウリングを防止して拡声することが可能となる。
さらに、上記実施の形態の変形例として以下のような実施の形態も可能である。
変形例としては、カメラ40が図示しない回転台等によって水平方向への回転(パン角)および垂直方向への回転(チルト角)ならびにズームレンズによりズームイン/アウト(ズーム値)できるものであり、その他の構成は上記実施の形態と同じものである。
カメラが固定されている場合だけでなく、カメラが回転等する場合においても、同様にハウリングを未然に防止することができる。
また、回転台つきのカメラであって、予め回転角度等が所定の位置に設定されたプリセット位置に限定されないパン角、チルト角、ズーム値である場合には、現在のカメラパン角、チルト角、ズーム値の近傍のプリセット値の変換行列の要素から内挿または外挿によって各要素の値を算出して使用してもよく、また、各要素をそれぞれパン角、チルト角、ズーム値をパラメータとする関数式で有することによっても、同様に前述の動作が可能となる。この場合には、プリセット位置以外の画角においてもハウリングを未然に防止することができる。
変形例としては、カメラ40が図示しない回転台等によって水平方向への回転(パン角)および垂直方向への回転(チルト角)ならびにズームレンズによりズームイン/アウト(ズーム値)できるものであり、その他の構成は上記実施の形態と同じものである。
カメラが固定されている場合だけでなく、カメラが回転等する場合においても、同様にハウリングを未然に防止することができる。
また、回転台つきのカメラであって、予め回転角度等が所定の位置に設定されたプリセット位置に限定されないパン角、チルト角、ズーム値である場合には、現在のカメラパン角、チルト角、ズーム値の近傍のプリセット値の変換行列の要素から内挿または外挿によって各要素の値を算出して使用してもよく、また、各要素をそれぞれパン角、チルト角、ズーム値をパラメータとする関数式で有することによっても、同様に前述の動作が可能となる。この場合には、プリセット位置以外の画角においてもハウリングを未然に防止することができる。
また、上述の実施の形態では、赤外線マイクロホンを撮像するためのカメラとして1台である例を説明したが、独立した位置から撮像する複数台とすることも可能である。この場合は、スピーカまたはマイクロホンの拡声空間における高さ情報等を必要とすることなく、複数のカメラ間の視差を利用しスピーカおよびマイクロホンの拡声空間内の3次元位置を算出することができるので、マイクロホン−スピーカ間距離Lを求めることが可能となり、赤外線マイクロホンとスピーカとの距離に応じて拡声空間の音量を制御することで、ハウリングの予防が可能となる。なお、複数台のカメラを用いた場合でも、撮像画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより、マイクロホン20の識別を行うものとする。
また、赤外発光部は近赤外帯域の発光である例を説明したが、中赤外などとすることも可能である。赤外発光部から発光された赤外線を撮像するカメラに、一般に入手が容易なカラーカメラを使用することを考慮すれば、近赤外帯域が望ましい。
以上説明したように、本発明によれば、赤外線マイクロホン使用者が拡声空間内を移動しても、マイクロホン−スピーカ間距離に応じて拡声音量を制御できるため、ハウリングが発生してからハウリング制御するのではなく、未然にハウリングの発生を防止することができるというすぐれた効果を有し、学校の教室、教会、会議室、ホール等の建物内で用いられる拡声システムとして有用である。
1,2 拡声システム
10 受信装置
11 受光センサー
12 複調回路
13 拡声音量制御部
14 アンプ
15 マイクロホン位置特定部
16 マイクロホン−スピーカ間距離算出部
17 マイクロホン及びスピーカ位置メモリ
18 音声利得算出部
19 音声利得メモリ
20 赤外線マイクロホン
21 赤外線発光部
30 スピーカ
40 カメラ
50 X,Y,Z空間におけるスピーカ位置
60 X,Y,Z空間におけるマイクロホン位置
51 u,v,w空間におけるスピーカ位置
61 u,v,w空間におけるマイクロホン位置
70 uv平面でのカメラ画像
120 赤外線領域
140 音声利得算出ブロック
10 受信装置
11 受光センサー
12 複調回路
13 拡声音量制御部
14 アンプ
15 マイクロホン位置特定部
16 マイクロホン−スピーカ間距離算出部
17 マイクロホン及びスピーカ位置メモリ
18 音声利得算出部
19 音声利得メモリ
20 赤外線マイクロホン
21 赤外線発光部
30 スピーカ
40 カメラ
50 X,Y,Z空間におけるスピーカ位置
60 X,Y,Z空間におけるマイクロホン位置
51 u,v,w空間におけるスピーカ位置
61 u,v,w空間におけるマイクロホン位置
70 uv平面でのカメラ画像
120 赤外線領域
140 音声利得算出ブロック
Claims (6)
- 音声を音声信号に変換するマイクロホンと、前記音声信号により変調された赤外線を発光する赤外線発光手段とを備えた赤外線マイクロホンと、
前記赤外線マイクロホンより発光された赤外線を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力から音声信号を復調する復調回路と、前記復調回路により復調された音声信号の拡声音量を制御する拡声音量制御部と、
音量制御された前記音声信号でスピーカを駆動するアンプと、
前記音声信号を拡声するスピーカと、
前記赤外線マイクロホンを撮像するカメラとを有した拡声システムであって、
前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカが同じ拡声空間上にあり、
前記カメラによる撮像画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定し、前記拡声空間における前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求め、該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の音量を減少するように制御することを特徴とする拡声システム。 - 前記スピーカは前記拡声空間の所定の位置に配設され、
1つの前記カメラと撮像画像空間の座標位置を前記拡声空間の座標位置へと変換する座標位置変換手段と前記赤外線マイクロホンの高さ情報とから前記距離を求めることを特徴とする請求項1に記載の拡声システム。 - カメラを複数有した請求項1記載の拡声システムであって、
前記赤外線マイクロホンまたは前記スピーカを撮像するためのそれぞれ異なる位置に設置された複数のカメラによる複数の撮像画像から、前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカの拡声空間上の位置を特定することを特徴とする拡声システム。 - 前記カメラによる撮像画像中に前記赤外線マイクロホンが特定できない場合は現在の拡声音量を保持することを特徴とする請求項1乃至3項のいずれか1項に記載の拡声システム。
- 前記赤外線マイクロホンを複数有した請求項1乃至4項のいずれか1項に記載の拡声システムであって、それぞれの赤外線マイクロホンについて前記距離を求め、該距離と前記マイクロホンの音響的指向性特性値とに基づいて拡声音量制御対象とする赤外線マイクロホンを決定することを特徴とする拡声システム。
- 音声信号を赤外線発光手段により送信する赤外線マイクロホンと、該赤外線を受光して前記音声信号を復調するとともに復調された音声信号の拡声音量を制御する拡声音量制御部と、該音声信号を拡声するスピーカと、前記赤外線マイクロホンを撮像するカメラとを備え、前記赤外線マイクロホンおよび前記スピーカが同じ空間上に存在する拡声システムの制御方法であって、
前記赤外線マイクロホンを撮像するステップと、
撮像された画像から赤外線を撮像した部分を検出することにより前記赤外線発光手段または発光された赤外線を拡散する前記赤外線マイクロホンの一部を構成する拡散部材の位置を特定するステップと、
前記拡声空間における前記赤外線マイクロホンの前記赤外線発光手段または前記拡散部材と前記スピーカとの距離を求めるステップと、
該距離が小さくなるにつれて、前記拡声音量制御部の拡声音量の音量を減少するように制御するステップとを有することを特徴とする拡声システムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009240133A JP2011087218A (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 拡声システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009240133A JP2011087218A (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 拡声システム |
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JP2011087218A true JP2011087218A (ja) | 2011-04-28 |
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ID=44079830
Family Applications (1)
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JP2009240133A Pending JP2011087218A (ja) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 拡声システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2015507400A (ja) * | 2011-12-16 | 2015-03-05 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | モバイルデバイス中のスピーカーとマイクロフォンとの間の可変距離を動的に補償することによってオーディオ処理機能を最適化すること |
US9654609B2 (en) | 2011-12-16 | 2017-05-16 | Qualcomm Incorporated | Optimizing audio processing functions by dynamically compensating for variable distances between speaker(s) and microphone(s) in an accessory device |
JP2020102779A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社小野測器 | マイクロホンアレイ及び音計測方法 |
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-
2009
- 2009-10-19 JP JP2009240133A patent/JP2011087218A/ja active Pending
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