声源位置检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可以检测抽取声的声源位置的声源位置检测装 置，其具有：至少两个麦克风；对含有分别输入到两个麦克风的噪声 的混合声进行频率分析，输出频率信号的分析部(103)；以及抽取部 (105)，其生成多个包含在混合声中的抽取声的声源候补位置，按照 声源候补位置对对应于两个麦克风的频率信号的时间轴进行调整以使 从该声源候补位置到两个麦克风的混合声的时间差为零，求出表示时 间轴调整后的对应于两个麦克风的频率信号中两个麦克风间的频率信 号的差异程度的差分距离在阈值以下的频率信号，根据所求出的频率 信号中对应于两个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源候补位 置中抽取抽取声的声源位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及消除规定的噪声的影响而检测上述噪声以外的声的声 源方向或声源位置的声源位置检测装置、声源位置检测方法以及程序。 特别涉及消除自身车辆的发动机声的影响而检测自身车辆周围存在的 其他车辆的声源方向或声源位置的车载用的声源位置检测装置等。
技术介绍
作为检测声源位置的第一现有技术，提案有将输入麦克风的多个 音响信号彼此延迟而叠加，求得平方误差、利用平方误差的值为最小 时的延迟量来特定上述声源信号的声源方向(例如，参照专利文献l)。作为检测从含有噪声的混合声中抽取的对象的抽取声的声源位置 的第二现有技术，提案有检测自身车辆的发动机转速，通过去除发动 机转速的基波成分以及高次谐波成分，减轻自身车辆的发动机声的影响(例如，参照专利文献2)。图1是用于说明通过第二现有技术去除自身车辆的发动机声的方 法的图。在第二现有技术中，首先，利用检测自身车辆的发动机转速的传 感器决定发动机声的基波成分fkHz。然后，利用基波成分fkHz求得发 动机声的高次谐波成分2fkHz、 3fkHz、 。在图l (a)中，表示了通过音响麦克风采集的声的波形的频率信号。横轴表示频率纵轴表示 信号电平。在此，从图1 (a)表示的频率信号中去除刚才求得的基波 成分fkHz以及高次谐波成分2fkHz、 3fkHz、……的频带的信号(参照 图1 (b))。其结果，如图1 (c)所示，得到去除了发动机声的基波成 分fkHz和高次谐波成分2fkHz、3fkHz、……的频带的信号的频率信号。 利用该去除后的频率信号求得自身车辆周边的车辆的声源位置。 专利文献1:日本特开平6-83371号公报(权利要求2) 专利文献2:日本特开平5-85288号公报(权利要求2、图4)但是，在第一现有技术中，由于没有区别作为从含有噪声的混合 声中抽取的对象的抽取声的单元，很难利用混合声检测抽取声的声源 位置。另外，在第二现有技术中，只是单纯地去除了从发动机的转速求 得的发动机声的基波成分以及高次谐波成分的频带的信号。因此，不 能完全去除自身车辆的发动机声的影响。其具体例在以下说明。图2是通过声谱图表示车载用麦克风输入的自身车辆的发动机声 (空转声)的图。该声谱图中纵轴表示频率横轴表示时间。另外，在 该声谱图中，颜色越浅的点表示的声压级(信号电平)越大，颜色越 浓的点表示的声压级越小。通过图2所示的声谱图，了解到并不是仅发动机声的基波成分以 及高次谐波成分单纯地出现，在其他的频带也会有信号成分复杂地出 现。作为其原因之一，认为在发动机声从发动机室传递到麦克风时， 由于发动机罩的影响使波形产生畸变。因此，只是单纯地去除发动机 声的基波成分以及高次谐波成分不能完全地去除自身车辆的发动机声 的影响。另外，为了容易把握声谱图，在图3中对图2所示的声谱图 的浓淡值进行了二值化。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题点而作出的，其目的在于，提供一种声源 位置检测装置等，其可以去除规定的噪声的影响而检测上述噪声以外 的声的声源方向或声源位置。特别地，其目的在于，提供一种车载用的声源位置检测装置等， 其可以去除自身车辆的发动机声的影响而检测存在于自身车辆周边的 其他车辆的声源方向或声源位置。为了达成上述目的，本专利技术的声源位置检测装置，从含有噪声的 混合声中检测出作为抽取对象的抽取声的声源方向或声源位置，其特征在于具有分析单元和抽取单元，所述分析单元对从离开配置的多 个麦克风分别输入的含有噪声的混合声进行频率分析，输出频率信号；所述抽取单元，对于所述混合声中含有的抽取声的多个声源方向或声源位置的候补的各个，(a)调整对应于所述多个麦克风的频率信号的时间轴，以使从该声源方向或声源位置的候补到达所述多个麦克风的所述混合声的时间差消除，(b)求出表示时间轴调整后的对应于所述 多个麦克风的频率信号中所述多个麦克风间的所述频率信号的差异程 度的差分距离在阈值以下的频率信号，(c)根据所求出的频率信号中 对应于所述多个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源方向或声 源位置的候补中抽取所述抽取声的声源方向或声源位置，设定所述阈 值，使得在所述抽取声输入到所述多个麦克风的情况下，对该抽取声 进行频率分析后的频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离在所 述阈值以下，并且，设定所述阈值，使得在作为去除对象的规定的噪 声输入到该多个麦克风的情况下，对该规定的噪声进行频率分析后的 频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离比所述阈值大。由此，通过阈值处理比较差分距离的大小，可以区别作为去除对 象的噪声与作为抽取对象的抽取声，基于麦克风输入的混合声的频率 信号选择地去除对应于上述噪声的频率信号的部分，由此，可以去除 上述噪声的影响而检测上述抽取声的声源方向或声源位置。图4A表示了噪声(自身车辆的发动机声)在各个麦克风中的声谱 图的一例。图4B表示了噪声在各个麦克风中的频率信号(功率谱)的 一例。另外，图5A表示了抽取声(自身车辆周边存在的摩托车声)的 各个麦克风中的声谱图。图5B以及图5C分别表示了抽取声在各个麦 克风中的频率信号(功率谱)的一例。各麦克风安装在自身车辆的前 方保险杠的左侧和右侧。图4A和图5A表示声谱图，纵轴表示频率，横轴表示时间。在该 声谱图中，颜色越浅的点声压级(信号电平)越大，颜色越深的点声 压级越小。图4B、图5B、图5C表示功率谱，纵轴表示功率谱，横轴 表示频率。图中的两条实线表示各个麦克风的功率谱。图4B表示了图4A的时刻A中的功率谱，可以了解到存在有噪声 (自身车辆的发动机声)的频率即频率Al和频率A2中的功率谱在各 个麦克风的值非常不同。另外，图5B表示了图5A的时刻B (摩托车 位置在距离自身车辆40m的地点)中的功率谱，了解到存在有抽取声 (自身车辆的周边存在的摩托车声)的频率即频率B1和频率B2中的 功率谱在各个麦克风的值大致相同。另外，图5C表示了图5A的时刻8C (摩托车位置在距离自身车辆10m的地点)中的功率谱，了解到存 在有抽取声(存在于自身车辆周边的摩托车声)的频率即频率C1和频 率C2中的功率谱的在各个麦克风中的值大致相同。由此可以了解到， 通过阈值处理而对差分距离进行比较可以区别噪声和抽取声。在该例 中，噪声是自身车辆的发动机声，自身车辆上搭载的各个麦克风上， 由于发动机罩的影响或传播距离的不同等而输入了不同频率信号的噪 声。由此，差分距离变大。另外，抽取声是存在于离开各个麦克风的 位置的摩托车声，从摩托车位置到各个麦克风的距离大致相等，因此， 距离衰减造成的声压级的差小，进而在空气中传播导致的传输畸变小， 在各个麦克风中输入了类似的频率信号的摩托车声。由此差分距离变 小。另外，从图5B和图5C的虚线包围的背景噪声部分的声谱图来看， 了解到各个麦克风中的值非常不同。由此可以知道背景噪声的部分也 可以作为噪声被去除。优选为，对于所述噪声的声源位置与所述各麦克风的距离，利用 距离大的除以距离小的而求出比率，对于所述抽取声的声源位置与所 述各麦克风的距离，利用距离大的除以距离小的而求出比率，对上述 两比率进行比较，将所述各麦克风配置在比较结果大的位置上。由此，可以使噪声到达各个麦克风时的频率信号(功率谱)的差 异程度比抽取声到达各个麦克风时的频率信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声源位置检测装置，从含有噪声的混合声中检测出作为抽取对象的抽取声的声源方向或声源位置，其特征在于：　具有分析单元和抽取单元，　所述分析单元对从离开配置的多个麦克风分别输入的含有噪声的混合声进行频率分析，输出频率信号；　 所述抽取单元，对于所述混合声中含有的抽取声的多个声源方向或声源位置的候补的各个，（ａ）调整对应于所述多个麦克风的频率信号的时间轴，以使从该声源方向或声源位置的候补到达所述多个麦克风的所述混合声的时间差消除，（ｂ）求出表示时间轴调整后的对应于所述多个麦克风的频率信号中所述多个麦克风间的所述频率信号的差异程度的差分距离在阈值以下的频率信号，（ｃ）根据所求出的频率信号中对应于所述多个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源方向或声源位置的候补中抽取所述抽取声的声源方向或声源位置，　 　设定所述阈值，使得在所述抽取声输入到所述多个麦克风的情况下，对该抽取声进行频率分析后的频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离在所述阈值以下，　并且，设定所述阈值，使得在作为去除对象的规定的噪声输入到该多个麦克风的情况下，对该规定 的噪声进行频率分析后的频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离比所述阈值大。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.11.9 JP 304507/20061、一种声源位置检测装置，从含有噪声的混合声中检测出作为抽取对象的抽取声的声源方向或声源位置，其特征在于具有分析单元和抽取单元，所述分析单元对从离开配置的多个麦克风分别输入的含有噪声的混合声进行频率分析，输出频率信号；所述抽取单元，对于所述混合声中含有的抽取声的多个声源方向或声源位置的候补的各个，(a)调整对应于所述多个麦克风的频率信号的时间轴，以使从该声源方向或声源位置的候补到达所述多个麦克风的所述混合声的时间差消除，(b)求出表示时间轴调整后的对应于所述多个麦克风的频率信号中所述多个麦克风间的所述频率信号的差异程度的差分距离在阈值以下的频率信号，(c)根据所求出的频率信号中对应于所述多个麦克风的频率信号彼此的一致程度，从声源方向或声源位置的候补中抽取所述抽取声的声源方向或声源位置，设定所述阈值，使得在所述抽取声输入到所述多个麦克风的情况下，对该抽取声进行频率分析后的频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离在所述阈值以下，并且，设定所述阈值，使得在作为去除对象的规定的噪声输入到该多个麦克风的情况下，对该规定的噪声进行频率分析后的频率信号的所述多个麦克风间的所述差分距离比所述阈值大。2、 如权利要求1所述的声源位置检测装置，其特征在于对于所述噪声的声源位置与所述各麦克风的距离，利用距离大的除以距离小的而求出比率，对于所述抽取声的声源位置与所述各麦克风的距离，利用距离大的除以距离小的而求出比率，对上述两比率进行比较，将所述各麦克风配置在比较结果大的位置上。3、 如权利要求1所述的声源位置检测装置，其特征在于在所述噪声传播到各麦克风的介质的一部分上，利用具有在麦克风间不同的传输特性的物质。4、 如权利要求1所述的声源位置检测装置，其特征在于所述差分距离为各麦克风间的所述频率信号的功率谱的差异程度。5、 如权利要求1所述的声源位置检测装置，其特征在于所述差分距离按照具有规定的时间宽度的时间区间求出。6、 如权利要求1所述的声源位置检测装置，其特征在于所述差分距离为通过所述多个麦克风的所述频率信号的功率谱的平均值进行正规化后的所述频率信号的差异程度。7、 一种车载用的声源位置检测装置，从含有自身车辆产生的噪声的混合声中检测出存在于自身车辆周边的车辆声的声源方向或声源位置，其特征在于具有分析单元和抽取单元，所述分析单元对从在自身车辆上离开配置的多个麦克风分别输入的含有噪声的混合声进行频率分析，输出频率信号；所述抽取单元，对于所述混合声中含有的存在于自身车辆周边的车辆声的多个声源方向或声源位置的候补的各个，(a)调整对应于所述多个麦克风的频率信号的时间轴，以使从该声源方向或声源位置的候补到达所述多个麦克风的所述混合声的时间差消除，(b)求出表示时间轴调整后的对应于所述多个麦克风的频率信号中所述多个麦克风间的所述频率信号的差异程度的差分距...

【专利技术属性】
技术研发人员：芳泽伸一，中藤良久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP