JP2013148791A - 音解析装置、音解析システムおよびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するためのマイクロフォン11、12と、装着者の口からの距離がより近いマイクロフォン11により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠いマイクロフォン12により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段より取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、を備えたことを特徴とする端末装置10。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、第1のマイクロフォンを構成する第1の振動膜と、第2のマイクロフォンを構成する第2の振動膜と、第1のマイクロフォンで取得された第1の信号電圧と、第2のマイクロフォンで取得された第2の信号電圧とを受け取って、第1及び第2の電圧信号の差を示す差分信号を生成する差分信号生成回路と、を含む配線基板を有することを特徴とする集積回路装置が開示されている。
請求項3に記載の発明は、前記判別部による判別結果を装着者の意思の情報として情報集約装置へ送信する送信部を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の音解析装置である。
請求項4に記載の発明は、前記判別部は、予め定められた時間内に取得された音の回数により前記型に一致するか否かを判別することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の音解析装置である。
請求項2の発明によれば、取得された音の型により、装置装着者の意思を判別することができる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、情報集約装置に装置装着者の意思の情報を付加することができる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、装置装着者の意思の判別を行なう処理が簡単になる。
請求項5の発明によれば、音解析手段で判別された装置装着者の意思情報を情報集約装置で管理することができる音解析システムを構築できる。
請求項6の発明によれば、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型が予め定められたものと一致するか否かの判別を行なうことができる音解析システムを構築できる。
請求項7の発明によれば、音取得手段で取得される音が音声でないと想定される場合に、取得された音の型が予め定められたものと一致するか否かの判別を行なう機能をコンピュータにより実現できる。
<システム構成例>
図1は、本実施形態による音解析システムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の音解析システム1は、音解析装置(音解析手段、音収集手段)の一例である端末装置10と、情報収集手段の一例であるホスト装置20とを備えて構成される。端末装置10とホスト装置20とは、無線通信回線を介して接続されている。無線通信回線の種類としては、Wi−Fi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、UWB(Ultra Wideband)等の既存の方式による回線を用いて良い。また、図示の例では、端末装置10が1台のみ記載されているが、詳しくは後述するように、端末装置10は、使用者各人が装着して使用するものであり、実際には使用者数分の端末装置10が用意される。以下、端末装置10を装着した使用者を装着者と呼ぶ。
図2は、端末装置10の構成例を示す図である。
上記のように、端末装置10は、各使用者に装着されて使用される。使用者が装着可能とするため、本実施形態の端末装置10は、図2に示すように、装置本体30と、装置本体30に接続された提げ紐40とを備えた構成とする。図示の構成において、使用者は、提げ紐40に首を通し、装置本体30を首から提げて装着する。
次に、本実施形態における発話者の識別方法について説明する。
本実施形態のシステムは、端末装置10に設けられた2つのマイクロフォン11、12により収録された音の情報を用いて、端末装置10の装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。言い換えれば、本実施形態は、収録音の発話者に関して自他の別を識別する。また、本実施形態では、収録音の情報のうち、形態素解析や辞書情報を用いて得られる言語情報ではなく、音圧(マイクロフォン11、12への入力音量)等の非言語情報に基づいて発話者を識別する。言い換えれば、言語情報により特定される発話内容ではなく、非言語情報により特定される発話状況から音の発話者を識別する。
図3に示す関係において、装着者の口(発声部位)である音源aと第1マイクロフォン11との間の距離をLa1、音源aと第2マイクロフォン12との間の距離をLa2とする。また、他者の口(発声部位)である音源bと第1マイクロフォン11との間の距離をLb1、音源bと第2マイクロフォン12との間の距離をLb2とする。この場合、次の関係が成り立つ。
La1>La2(La1≒1.5×La2〜4×La2)
Lb1≒Lb2
上述したように、音圧は、マイクロフォン11、12と音源との間の距離に応じて距離減衰する。図4において、距離La1の場合の音圧G1と距離La2の場合の音圧G2とを比較すると、音圧G2は、音圧G1の4倍程度となっている。一方、距離Lb1と距離Lb2とが近似するため、距離Lb1の場合の音圧G1と距離Lb2の場合の音圧G2とは、ほぼ等しい。そこで、本実施形態では、この音圧比の差を用いて、収録音声における装着者自身の発話音声と他者の発話音声とを識別する。なお、図4に示した例では、距離Lb1、Lb2を60cmとしたが、ここでは音圧G1と音圧G2とがほぼ等しくなることに意味があり、距離Lb1、Lb2は図示の値に限定されない。
図4を参照して説明したように、装着者自身の発話音声に関して、第2マイクロフォン12の音圧G2は、第1マイクロフォン11の音圧G1の数倍(例えば4倍程度)である。また、他者の発話音声に関して、第2マイクロフォン12の音圧G2は、第1マイクロフォン11の音圧G1とほぼ等しい(1倍程度)。そこで、本実施形態では、第2マイクロフォン12の音圧G2と第1マイクロフォン11の音圧G1との比に閾値(第1の閾値)を設定する。そして、音圧比G2/G1が第1の閾値よりも大きい音声は装着者自身の発話音声と判断し、音圧比G2/G1が第1の閾値よりも小さい音声は装着者自身の発話音声ではないと判断する。図5(a)に示す例では、第1の閾値を2とし、音圧比G2/G1が第1の閾値2を超えたときは装着者自身の発話音声と判断され、音圧比G2/G1が第1の閾値2よりも小さいときは装着者自身の発話音声ではないと判断されている。
この原因としては、第2マイクロフォン12より第1マイクロフォン11の近くで発生するノイズが一因として挙げられる。つまりこの場合、音源との距離が第2マイクロフォン12より第1マイクロフォン11の方が小さい。そして上述した場合と逆に第2マイクロフォン12に到達する音の減衰が第1マイクロフォン11の場合より、より大きくなる。そのため音圧比G1/G2が予め定められた閾値より大きくなる。このノイズとしては、例えば、端末装置10の装置本体30や提げ紐40が装着者の衣服等と衝突したり、擦れ合うときに生ずる音が挙げられる。
本実施形態における装着者の意思の内容については、種々のものが考えられる。
一例を説明すると、会議が行なわれているような場所で、会議の出席者が、端末装置10を装着し、そして議決を行なうときに出席者の賛否の意思を意思情報として扱うことが考えられる。
この場合、取り決めとして例えば、装置本体30を1回たたいた場合を「賛成」、2回たたいた場合を「反対」、3回たたいた場合を「棄権」とする。
そして装着者が、装置本体30を実際にたたくと、その音は、マイクロフォン11、12により捉えられる。このとき第1マイクロフォン11は、第2マイクロフォン12より装置本体30に近い箇所に位置するため、第1マイクロフォン11により取得された音の音圧は、第2マイクロフォン12により取得された音の音圧より大きくなる。即ち、音圧の関係として、音圧比G1/G2が第2の閾値を超える。そしてこのような場合に、マイクロフォン11、12により取得された音のパターンとして、装置本体30をたたいた音が、1回で、2回、または3回であるかにより、装着者の賛否の意思を判断できる。実際には、音圧比G1/G2が第2の閾値を超えた場合に、予め定められた時間内に取得された音の回数をカウントして判定が行なわれる。この装着者の意思の情報である賛否の情報は、ホスト装置20に送信され、ホスト装置20において集計される。
これにより端末装置10以外の例えば、センサ、ボタン等を利用しなくても、センサ、ボタン等が有する機能を実現することができる。そのためシステムの設計がより簡単になり、消費電力も低減される。さらに種々のパターンを取り決めておけば、装着者は、より多くの意思を表現することができる。
なお以上説明した例では、音の回数により装着者の意思を表現していたが、これに限られるものではない。例えば、音の長短を組み合わせたモールス信号のようなパターンを採用してもよい。また予め定められたリズムをこのパターンとしてもよい。さらに音の強弱を組み合わせたパターンとしてもよい。また装着者がたたく対象により音が変化することを利用し、この音の変化を使用するパターンとしてもよい。
本実施形態において、マイクロフォン11、12により取得された音の音圧を比較する機能と、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められたパターンに一致するか否かを判別する機能は、音解析部15が行なう。
図6に示した音解析部15は、第1増幅器13および第2増幅器14で増幅された信号から雑音(ノイズ)を除去するフィルタリング部151と、マイクロフォン11、12のうち装着者の口からの距離がより近い第1マイクロフォン11により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い第2マイクロフォン12により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部152と、第1マイクロフォン11および第2マイクロフォン12で取得された音が予め定められた型(パターン)に一致するか否かを判別する判別部153と、判別部153での判断の基となる予め定められた音のパターンを記憶する記憶部154とを備える。
以下、図1、図6、図7を使用して端末装置10の動作について説明を行なう。
まず端末装置10のマイクロフォン11、12が音を取得すると、各マイクロフォン11、12から取得音に応じた電気信号(音信号)が第1増幅器13および第2増幅器14へ送られる(ステップ101)。第1増幅器13および第2増幅器14は、マイクロフォン11、12からの音信号を取得すると、信号を増幅して音解析部15へ送る(ステップ102)。
図8(a)〜(b)は、実際に使用される端末装置10の具体例を示した図である。
このうち図8(a)は、図2に示した端末装置10とほぼ同様の構成をとり、第1マイクロフォン11、第2マイクロフォン12の2つのマイクロフォンを配したものである。ただし、第1マイクロフォン11は、装置本体30に配置されている。そして第1マイクロフォン11と第2マイクロフォン12との距離を35cmとしている。
なお図7で説明を行った本実施形態における端末装置10が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、端末装置10に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないCPUが、端末装置10の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
Claims (7)
- 装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、
前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、
前記音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、
を備えたことを特徴とする音解析装置。 - 前記型は、予め定められた装着者の意思に対応して規定されるものであることを特徴とする請求項1に記載の音解析装置。
- 前記判別部による判別結果を装着者の意思の情報として情報集約装置へ送信する送信部を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の音解析装置。
- 前記判別部は、予め定められた時間内に取得された音の回数により前記型に一致するか否かを判別することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の音解析装置。
- 装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、当該音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、当該判別部による判別結果を装着者の意思の情報として送信する送信部と、を備える音解析手段と、
前記送信部により出力された前記装着者の意思の情報を受信する受信部を備える情報集約手段と、
を備えることを特徴とする音解析システム。 - 装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段と、当該音取得手段により取得された音の情報を送信する送信部と、を備える音収集手段と、
前記送信部により送信された音の情報を受信する受信部と、前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する音圧比較部と、当該音圧比較部の比較により装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する判別部と、を備える情報集約手段と、
を備えることを特徴とする音解析システム。 - コンピュータに、
装着者の口からの距離が異なる位置に配され、音を取得するための複数の音取得手段から音の情報を取得する機能と、
前記音取得手段のうち装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧と、装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧とを比較する機能と、
比較の結果、装着者の口からの距離がより近い音取得手段により取得された音の音圧より装着者の口からの距離がより遠い音取得手段により取得された音の音圧が予め定められた値より大きかった場合に、取得された音が予め定められた型に一致するか否かを判別する機能と、
を実現させるプログラム。
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