聲速校正裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及在從麥克風(fēng)陣列裝置朝向聲源的方向上形成聲音的指向性時(shí)所使用 的對(duì)聲速進(jìn)行校正的聲速校正裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在設(shè)置在工廠、店鋪（例如零售店、銀行）或者公共場(chǎng)所（例如圖書館）的預(yù)定位 置（例如天花板）的監(jiān)視系統(tǒng)中，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)攝像裝置（例如云臺(tái)攝像裝置或者全 方位攝像裝置），從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視對(duì)象的預(yù)定范圍的影像數(shù)據(jù)（包括靜態(tài)圖像以及動(dòng)態(tài)圖像。 以下相同）的寬視場(chǎng)角化。
[0003] 在僅對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)視的情況下得到的信息量終歸是有限度的，因此對(duì)如下這樣的 監(jiān)視系統(tǒng)的需求很高：在該監(jiān)視系統(tǒng)中不僅配置攝像裝置，還配置麥克風(fēng)陣列裝置，從而得 到攝像裝置對(duì)特定的被攝體進(jìn)行攝像的方向上的聲音數(shù)據(jù)。
[0004] 另外，以往，在用于對(duì)通過具有多個(gè)麥克風(fēng)元件的麥克風(fēng)陣列裝置收錄到的聲音 的聲音數(shù)據(jù)在特定的方向上形成指向性的波束成形處理（指向性形成處理）中，在指向性 形成處理所需的延遲時(shí)間的計(jì)算中使用的聲速被處理為恒定值。因此，例如在由于氣溫的 變化等而使聲速發(fā)生變化的情況下，在指向性形成處理中形成的指向性的精度劣化。
[0005] 在此，作為使用來自聲源的聲波的傳播路徑的溫度值來計(jì)算用于使聲波從聲源到 達(dá)各麥克風(fēng)的時(shí)間差成為零的調(diào)整值的現(xiàn)有技術(shù)，例如公知日本專利公開2013-90289號(hào) 公報(bào)所示的圖像顯示裝置。
[0006] 日本專利公開2013-90289號(hào)公報(bào)所示的圖像顯示裝置包括具有檢測(cè)聲源所發(fā)出 的聲波的多個(gè)麥克風(fēng)的麥克風(fēng)組、以及基于聲波到達(dá)各麥克風(fēng)組的時(shí)間差來計(jì)算聲源位置 的聲源位置計(jì)算構(gòu)件，并且具有：試驗(yàn)聲波發(fā)生構(gòu)件，配置在與各麥克風(fēng)等距離地分離的位 置，并且發(fā)出作為聲波而包括不同的多個(gè)頻率的聲波在內(nèi)的白噪聲；以及調(diào)整值計(jì)算構(gòu)件， 基于通過聲源位置計(jì)算構(gòu)件而計(jì)算出的試驗(yàn)聲波發(fā)生構(gòu)件的位置，按照各頻率的每一個(gè)來 計(jì)算不同的多個(gè)頻率的聲波到達(dá)麥克風(fēng)組的時(shí)間差，一并計(jì)算以使時(shí)間差成為零的方式來 使通過麥克風(fēng)組檢測(cè)到的聲波的信號(hào)的相位一致的各頻率的每一個(gè)的調(diào)整值。此外，在日 本專利公開2013-90289號(hào)公報(bào)中，為了對(duì)從聲源發(fā)出的聲波的傳播速度進(jìn)行校正而使用 的周圍溫度值是由用戶從鍵盤輸入的值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種至少取得從麥克風(fēng)陣列裝置觀察在特定的方向上的 聲源所發(fā)出的聲音在收音時(shí)的周圍的溫度、濕度、氣壓，并計(jì)算準(zhǔn)確的聲速，從而抑制指向 性的形成精度的劣化的聲速校正裝置。
[0008] 本發(fā)明涉及一種聲速校正裝置，包括：環(huán)境參數(shù)取得部，取得對(duì)從聲源發(fā)出的聲音 進(jìn)行收音的收音部的周圍的環(huán)境參數(shù)的測(cè)定值；以及聲速校正部，使用通過所述環(huán)境參數(shù) 取得部取得的所述收音部的周圍的環(huán)境參數(shù)的測(cè)定值，對(duì)形成向指向方向的指向性所使用 的所述聲音的聲速進(jìn)行校正，所述指向方向從所述收音部朝向所述聲源。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，能夠至少取得從麥克風(fēng)陣列裝置觀察在特定的方向上的聲源所發(fā)出 的聲音在收音時(shí)的周圍的溫度、濕度、氣壓，計(jì)算準(zhǔn)確的聲速，從而抑制指向性的形成精度 的劣化。
【附圖說明】
[0010] 圖1是示出第1實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0011] 圖2A是全方位麥克風(fēng)陣列裝置的外觀圖。
[0012] 圖2B是全方位麥克風(fēng)陣列裝置的外觀圖。
[0013] 圖2C是全方位麥克風(fēng)陣列裝置的外觀圖。
[0014] 圖2D是全方位麥克風(fēng)陣列裝置的外觀圖。
[0015] 圖2E是全方位麥克風(fēng)陣列裝置的外觀圖。
[0016] 圖3是針對(duì)通過全方位麥克風(fēng)陣列裝置收錄到的聲音而在方向Θ上形成指向性 的原理的一個(gè)例子的說明圖。
[0017] 圖4是示出全方位麥克風(fēng)陣列裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的第1例的框圖。
[0018] 圖5A是從豎直方向的下側(cè)觀察在全方位麥克風(fēng)陣列裝置的圓盤狀麥克風(fēng)框體中 嵌入有攝像裝置的情形的俯視圖。
[0019] 圖5B是示出圖5A的a-a剖面的第1例的剖面圖。
[0020] 圖6A是示出從全方位麥克風(fēng)陣列裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)的第1例的圖。
[0021] 圖6B是說明全方位麥克風(fēng)陣列裝置的動(dòng)作步驟的第1例的流程圖。
[0022] 圖7A是示出在記錄器裝置的記錄器存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的第1例的圖。
[0023] 圖7B是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第1例的流程圖。
[0024] 圖8A是示出全方位麥克風(fēng)陣列裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的第2例的框圖。
[0025] 圖8B是示出圖5A的a-a剖面的第2例的剖面圖。
[0026] 圖9A是示出從全方位麥克風(fēng)陣列裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)的第2例的圖。
[0027] 圖9B是說明全方位麥克風(fēng)陣列裝置的動(dòng)作步驟的第2例的流程圖。
[0028] 圖10A是說明對(duì)指向性控制裝置設(shè)定環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)的初始設(shè)定的動(dòng)作步驟的 一個(gè)例子的流程圖。
[0029] 圖10B是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第2例的流程圖。
[0030] 圖10C是示出在記錄器裝置的記錄器存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的第2例的圖。
[0031] 圖11A是示出全方位麥克風(fēng)陣列裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的第3例的框圖。
[0032] 圖11B是示出從全方位麥克風(fēng)陣列裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)的第3例的圖。
[0033] 圖11C是說明全方位麥克風(fēng)陣列裝置的動(dòng)作步驟的第3例的流程圖。
[0034] 圖12A是從豎直方向的下側(cè)觀察在安裝有X方向風(fēng)速計(jì)以及y方向風(fēng)速計(jì)的全方 位麥克風(fēng)陣列裝置的圓盤狀麥克風(fēng)框體中嵌入有攝像裝置的情形的俯視圖。
[0035] 圖12B是示出全方位麥克風(fēng)陣列裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的第4例的框圖。
[0036] 圖13A是關(guān)于在從全方位麥克風(fēng)陣列裝置觀察時(shí)朝向（0，φ)的方向發(fā)出目標(biāo) 聲音并且風(fēng)從x-y平面的+χ方向吹來的情況下的聲速的變化的說明圖。
[0037] 圖13B是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第4例的流程圖。
[0038] 圖14A是說明全方位麥克風(fēng)陣列裝置的動(dòng)作步驟的第5例的流程圖。
[0039] 圖14B是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第5例的流程圖。
[0040] 圖15是說明全方位麥克風(fēng)陣列裝置的動(dòng)作步驟的第6例的流程圖。
[0041] 圖16A是示出第2實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0042] 圖16B是示出例如設(shè)置在室外的環(huán)境參數(shù)測(cè)定裝置的一個(gè)例子的圖。
[0043] 圖17A是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第7例的流程圖。
[0044] 圖17B是示出在圖17A所示的記錄器裝置的記錄器存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè) 例子的圖。
[0045] 圖17C是示出在圖17A所示的指向性控制裝置的存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè)例 子的圖。
[0046] 圖18是說明對(duì)指向性控制裝置設(shè)定環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)的初始設(shè)定的動(dòng)作步驟的另 一個(gè)例子的流程圖。
[0047] 圖19是說明指向性控制裝置的動(dòng)作步驟的第9例的流程圖。
[0048] 圖20是示出第3實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0049] 圖21A是說明指向性控制裝置動(dòng)作步驟的第10例的流程圖。
[0050] 圖21B是示出在圖20所示的記錄器裝置的記錄器存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè) 例子的圖。
[0051] 圖21C是示出在圖20所示的指向性控制裝置的存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一個(gè)例 子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 以下，參照附圖，說明本發(fā)明的包括聲速校正裝置在內(nèi)的指向性控制系統(tǒng)的各實(shí) 施方式。各實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)作為例如設(shè)置在工廠、公共施設(shè)（例如圖書館、活動(dòng) 會(huì)場(chǎng)）或者店鋪（例如零售店、銀行）中的監(jiān)視系統(tǒng)（包括有人監(jiān)視系統(tǒng)以及無人監(jiān)視系 統(tǒng)）來使用，并沒有特別限定。在以下的各實(shí)施方式中，各實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)按設(shè) 置在例如店鋪中來進(jìn)行說明。另外，在以下的各實(shí)施方式中，本發(fā)明的聲速校正裝置相當(dāng)于 全方位麥克風(fēng)陣列裝置或者指向性控制裝置。
[0053] 此外，本發(fā)明也能夠表現(xiàn)為構(gòu)成指向性控制系統(tǒng)的各裝置（例如后述的指向性控 制裝置、全方位麥克風(fēng)陣列裝置）或者包括構(gòu)成指向性控制系統(tǒng)的各裝置（例如后述的指 向性控制裝置、全方位麥克風(fēng)陣列裝置）所進(jìn)行的各動(dòng)作（步驟）的方法。
[0054] (第1實(shí)施方式）
[0055] 圖1是示出第1實(shí)施方式的指向性控制系統(tǒng)10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。圖1所示的 指向性控制系統(tǒng)10構(gòu)成為包括全方位麥克風(fēng)陣列裝置2、攝像裝置Cll、一Xln、指向性控 制裝置3以及記錄器裝置4。全方位麥克風(fēng)陣列裝置2對(duì)設(shè)置有指向性控制系統(tǒng)10的收音 區(qū)域中的聲音進(jìn)行收音，例如對(duì)作為在收音區(qū)域中存在的聲源的一個(gè)例子的人（例如參照 圖13A中的人HM)所發(fā)出的聲音（例如人HM的會(huì)話聲音）進(jìn)行收音。
[0056] 作為后述的收音部容納框體的一個(gè)例子，全方位麥克風(fēng)陣列裝置2例如具有在中 心形成有中央凹部135的同心圓狀的碟型的碟狀麥克風(fēng)框體125(參照?qǐng)D5)，對(duì)來自以全方 位麥克風(fēng)陣列裝置2的設(shè)置位置為中心的360°方向（全方位）的聲音進(jìn)行收音。本實(shí)施 方式的全方位麥克風(fēng)陣列裝置2的框體形狀例示了碟型的形狀來說明，但不限定于碟狀的 形狀，例如也可以是圓環(huán)型形狀或者環(huán)型形狀（參照?qǐng)D2)。
[0057] 在全方位麥克風(fēng)陣列裝置2中，在中央凹部135的周圍，進(jìn)而沿著碟狀麥克風(fēng) 框體125的圓周方向，呈同心圓狀地配置有多個(gè)麥克風(fēng)單元22。作為收音部的一個(gè)例子 的麥克風(fēng)單元22例如使用無指向性的高音質(zhì)小型駐極體電容式麥克風(fēng)（ECM:Electret CondenserMicrophone) 117a，在以下的各實(shí)施方式中也相同。
[0058] 在圖1所示的指向性控制系統(tǒng)10中，全方位麥克風(fēng)陣列裝置2、指向性控制裝置3 以及記錄器裝置4經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)NW而彼此連接。網(wǎng)絡(luò)NW既可以是有線網(wǎng)絡(luò)（例如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、因 特網(wǎng)），也可以是無線網(wǎng)絡(luò)（例如無線LAN(LocalAreaNetwork，局域網(wǎng)）），在以下的各實(shí) 施方式中也相同。
[0059] 作為攝像部的一個(gè)例子的攝像裝置C11、…、Cln例如固定設(shè)置在活動(dòng)會(huì)場(chǎng)的天花 板表面。攝像裝置C11、···、〇!!具有例如作為監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視攝像頭的功能，通過來自 與網(wǎng)絡(luò)NW連接的監(jiān)視控制室（未圖示）的遠(yuǎn)程操作，使用變焦功能（例如放大處理、縮小 處理）、光軸移動(dòng)功能（搖攝、垂直搖攝），來對(duì)預(yù)定的影像進(jìn)行攝像。各個(gè)攝像裝置的設(shè)置 位置、方向登記在指向性控制裝置3中，搖攝、垂直搖攝、變焦信息隨時(shí)發(fā)送到指向性控制 裝置3,圖像位置與指向方向的位置關(guān)系始終建立關(guān)聯(lián)。另外，例如在攝像裝置C11是全方 位攝像頭的情況下，將表示收音區(qū)域的全方位的影像的圖像數(shù)據(jù)（即，全方位圖像數(shù)據(jù)）或 者對(duì)全方位圖像數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù)定的失真校正處理并進(jìn)行全景轉(zhuǎn)換而生成的平面圖像數(shù)據(jù)，經(jīng) 由網(wǎng)絡(luò)NW發(fā)送到指向性控制裝置3或者記錄器裝置4。以下，示例性地說明攝像裝置C11 是全方位攝像頭的情況。
[0060] 當(dāng)由用戶在顯示器裝置36中顯示的圖像中指定任意的位置時(shí)，攝像裝置C11從指 向性控制裝置3接收?qǐng)D像中的指定位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算從攝像裝置C11到與指定位置對(duì) 應(yīng)的實(shí)際空間上的聲音位置（以下，簡(jiǎn)略記述為"聲音位置"）的距離、方向（包括水平角 以及垂直角。以下相同。）的數(shù)據(jù)并發(fā)送到指向性控制裝置3。此外，攝像裝置C11中的距 離、方向的數(shù)據(jù)計(jì)算處理是公知技術(shù)，因此省略說明。
[0061] 全方位麥克風(fēng)陣列裝置2構(gòu)成為至少包括與網(wǎng)絡(luò)NW連接并且每隔相等間隔地配 置的麥克風(fēng)元件221、222、-^2211以及對(duì)由各麥克風(fēng)元件收錄到的聲音的聲音數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù) 定的信號(hào)處理的控制部281 (參照?qǐng)D4)。關(guān)于全方位麥克風(fēng)陣列裝置2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，例如參 照?qǐng)D4在后面敘述。
[0062] 全方位麥克風(fēng)陣列裝置2將各個(gè)麥克風(fēng)單元22、23收錄到的聲音的聲音數(shù)據(jù)，經(jīng) 由網(wǎng)絡(luò)NW發(fā)送到指向性控制裝置3或者記錄器裝置4。另外，全方位麥克風(fēng)陣列裝置2對(duì) 收音時(shí)的周圍的環(huán)境參數(shù)（例如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向以及風(fēng)速中的至少溫度）進(jìn)行檢測(cè) (測(cè)定），將各環(huán)境參數(shù)的測(cè)定值包含于與聲音數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)包PKT(參照?qǐng)D6A)中地發(fā) 送到指向性控制裝置3或者記錄器裝置4。
[0063] 指向性控制裝置3使用從全方位麥克風(fēng)陣列裝置2發(fā)送到的聲音數(shù)據(jù)與環(huán)境參數(shù) 的測(cè)定值，計(jì)算（校正）在與通過用戶的操作從操作部32指定的位