專利名稱：音頻信息輸出裝置及音頻信息輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用聲音來輸出有關(guān)引導對象物的信息的音頻信息輸出裝置及音頻信息輸出方法。
背景技術(shù)：
以往，作為音頻信息輸出裝置及音頻信息輸出方法已知有從目的地方向聽見引導聲音，并根據(jù)距離來控制音量。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對應(yīng)于目標交叉點的左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)，從隔離配置在車廂內(nèi)的多個揚聲器，輸出根據(jù)目標的信息而控制的引導聲音，由此對本車位置，可從目的地方向聽見引導聲音。另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過隨著向目標交叉點的接近而逐漸加大引導聲音的音量，從而使得使用者感受到距離感(例如，參照特開平11-30525號公報)。
但是，在以往的結(jié)構(gòu)中，對于使用者而言，距離僅通過音量來提示。因為該音量不是使用者能夠把握絕對量的信息，所以，現(xiàn)有技術(shù)未必是以容易把握距離的方式提供給使用者的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的音頻信息輸出裝置包括方位和距離信息確定部，其根據(jù)到對使用者進行引導的引導對象物的位置的路徑信息、和從使用者的位置信息算出的移動方向，確定到引導對象物的方位信息和距離信息；垂直位置確定部，其根據(jù)由該方位和距離信息確定部所確定的距離信息，確定聲源的垂直位置；和立體音響輸出部，其以聲源假想地位于水平位置為使用者的正面、且垂直位置為由垂直位置確定部確定這樣的位置的方式，輸出音頻信號。通過該構(gòu)成，使用者可通過音頻信息而能夠確實把握到引導對象物的距離。
另外，在本發(fā)明的聲音信息輸出裝置中，聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，由水平位置確定部來確定，水平位置確定部根據(jù)由方位和距離信息確定部所確定的方位信息來確定聲源的水平位置。通過該構(gòu)成，使用者可通過音頻信息而能夠確實把握到引導對象物的方位及距離。
另外，在本發(fā)明的聲音信息輸出裝置中，聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，由水平位置確定部來確定，水平位置確定部預先將方位劃分成兩個以上區(qū)間，將由方位和距離信息確定部所確定的方位信息轉(zhuǎn)換成方位信息所屬的區(qū)間的代表值，并根據(jù)代表值來確定聲源的水平位置。
另外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成垂直位置確定部在將距離信息用于垂直角度的確定時，使從零距離到一定距離的范圍分布在從上方開始到水平的垂直角度，對于一定距離以外，將垂直角度設(shè)為水平或接近水平。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒕嚯x信息轉(zhuǎn)換成垂直角度，使用者能夠容易地把握距離信息。
另外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成，一定距離通過使用如下信息中的至少一個信息來確定使用者的移動速度、使用者所行駛的道路種類的信息、使用者所行駛的道路的形狀、以及由使用者設(shè)定的數(shù)值。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)聲音信息輸出裝置的使用狀況，將距離信息轉(zhuǎn)換為垂直角度，使用者能夠容易地把握距離信息。
另外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)包括聲音數(shù)據(jù)輸入部，其輸入聲音數(shù)據(jù)；和引導對象物信息提取部，其根據(jù)輸入到聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)來確定引導對象物，并提取到引導對象物的路徑信息。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使在無法使用手的環(huán)境中也能夠確定引導對象物并提取引導對象物信息。
另外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)包括聲音數(shù)據(jù)輸入部，其輸入聲音數(shù)據(jù)；發(fā)送部，其將輸入到聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)發(fā)送到其他裝置；和接收部，其根據(jù)發(fā)送部發(fā)送的聲音數(shù)據(jù)，接收其他裝置提取的到引導對象物的路徑信息。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使在無法使用手的環(huán)境中也能夠接收由其他裝置提取的引導對象物信息。
另外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成包括輸入噪音降低部，其降低與輸入到聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)一起被輸入的噪音中的、預先確定的噪音的影響。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使是含有噪音的聲音數(shù)據(jù)，也能夠根據(jù)輸入的聲音數(shù)據(jù)精度良好地獲得引導對象物信息。
此外，本發(fā)明的聲音信息輸出裝置具有如下構(gòu)成輸入噪音降低部進行基于預先確定的音響模型的譜相減或基于音響頻帶的頻帶控制。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠降低風聲或者行駛中的道路噪音等預定的音響模型或者由聲音頻帶引起的噪音。
本發(fā)明的聲音信息輸出方法包括方位和距離信息確定步驟，根據(jù)到對使用者進行引導的引導對象物的位置的路徑信息、和從使用者的位置信息算出的移動方向，確定到引導對象物的方位信息和距離信息；垂直位置確定步驟，根據(jù)由方位和距離信息確定步驟確定的距離信息，確定聲源的垂直位置；和立體音響輸出步驟，以聲源假想地位于水平位置為使用者的正面、且垂直位置由垂直位置確定步驟確定的這樣的位置的方式，輸出音頻信號。由此，使用者可通過聲音信息而能夠直觀地把握到引導對象物的距離。
另外，在本發(fā)明的聲音信息輸出方法中，聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，根據(jù)由方位和距離信息確定步驟確定的方位信息來確定。由此，使用者通過聲音信息能夠直觀地把握到引導對象物的方位和距離。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航系統(tǒng)的構(gòu)成的功能框圖；圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航裝置的引導方信息接收存儲部所記錄的當前位置信息的圖；圖3A是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航裝置的方位以及距離計算部所具有的變換表的圖；圖3B是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航裝置的方位以及距離計算部所具有的變換表的圖；圖4是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航裝置的動作的流程圖；圖5是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航裝置的方位以及距離計算部所具有的移動速度、道路種類以及固定距離r之間的關(guān)系的圖；圖6是表示本發(fā)明的實施方式2中的導航系統(tǒng)的構(gòu)成的功能框圖；圖7是表示本發(fā)明的實施方式2中的導航裝置的動作的流程圖。
圖中11-使用者；101-耳機；102，601-麥克風；103-聲音處理部；104-服務(wù)器；105-位置信息檢測部；106-引導方信息接收存儲部；107-方位及距離計算部；108-立體聲生成部；110，610-導航裝置；111-發(fā)送部；112-接收部；602-輸入噪音降低部；603-音響模型；604-音量計算部。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
(實施方式1)圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的導航系統(tǒng)的構(gòu)成的功能框圖。該導航系統(tǒng)是由本發(fā)明中的音頻信息輸出裝置即導航裝置110、服務(wù)器104、麥克風102以及耳機101構(gòu)成，服務(wù)器104用于從導航裝置110尋求到所要求的引導對象物的路徑，并向?qū)Ш窖b置110通知表示該路徑的路徑信息。
另外，耳機101是使用者11安裝在身體上的耳機，相對于使用者11，能夠輸出兩個系統(tǒng)的立體音響。通過這兩個系統(tǒng)的立體音響，耳機101能夠在3維立體空間的任意位置上假設(shè)確定聲源的位置。在本實施方式中，假定使用者在騎摩托車這一情形，耳機101設(shè)置在頭盔等的保護頭部的設(shè)備的下方。
另外，麥克風102設(shè)置在使用者11身體上，能夠獲取使用者11發(fā)出的聲音數(shù)據(jù)。該麥克風102還具有噪音消除功能，利用如特愿2002-379544號公報中所公開的強度檢測和濾波處理，可降低周圍的雜音。該麥克風102相當于本發(fā)明中的聲音數(shù)據(jù)輸入部。
下面，對導航裝置110的構(gòu)成和動作進行說明。
在圖1中，導航裝置110包括處理來自麥克風102的聲音數(shù)據(jù)的聲音處理部103；發(fā)送來自聲音處理部103的聲音數(shù)據(jù)的發(fā)送部111；從服務(wù)器104接收路徑信息的接收部112；存儲所接收到的路徑信息的引導方信息接收存儲部106；檢測導航裝置110的當前位置的位置信息檢測部105；根據(jù)引導方信息接收存儲部106所存儲的路徑信息和由位置信息檢測部105檢測到的當前位置信息來計算方位數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)的方位和距離計算部107；以及根據(jù)方位和距離計算部107所計算出的方位數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)生成立體音響并輸出到耳機101的立體聲生成部108。上述方位和距離計算部107相當于本發(fā)明中的方位和距離信息確定部和水平位置確定部以及垂直位置確定部。另外，立體聲生成部相當于本發(fā)明中的立體音響輸出部。
下面，參照附圖對上述結(jié)構(gòu)的導航裝置110的動作進行說明。
圖4是表示本發(fā)明中的音頻信息輸出裝置即導航裝置的動作的流程圖。
在圖4中，首先，若使用者11對著麥克風102發(fā)出“目的地為A動物園”的聲音，則從麥克風102輸入的聲音數(shù)據(jù)被輸入到聲音處理部103中(步驟S401)。聲音處理部103將所輸入的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進行提取Mel濾波帶倒譜系數(shù)(Mel Filter Bank Cepstrum coefficient)(MFCC)或LPC倒譜系數(shù)(LPC)等用于聲音識別的參數(shù)的處理。本實施方式中提取LPC(步驟S402)。
然后，聲音處理部103通過發(fā)送部111將所得到的參數(shù)發(fā)送給服務(wù)器104(步驟S403)。服務(wù)器104對所接收到的參數(shù)實施聲音識別處理，將目的地設(shè)為“A動物園”這一信息進行展開，根據(jù)服務(wù)器104所具有的地圖數(shù)據(jù)庫來尋求“A動物園”的位置信息。
另一方面，位置信息檢測部105通過GPS例如按每分鐘檢測當前位置信息，經(jīng)由發(fā)送部111發(fā)送給服務(wù)器104，并且還將位置信息輸出到引導方信息接收存儲部106。由此，服務(wù)器104能夠搜索從使用者11所使用的導航裝置110的位置到作為目的地的“A動物園”的最佳路徑。
由該搜索結(jié)果生成的路徑信息包括多個分支的交叉點和在各個交叉點處向哪個方向前進的信息、以及生成路徑信息的時間，大約為100兆字節(jié)以內(nèi)容量的信息。服務(wù)器104將所獲得的路徑信息通過通信線路發(fā)送給導航裝置110，引導方信息接收存儲部106存儲通過接收部112接收的上述路徑信息(步驟S404)。
在本實施方式中，引導方信息接收存儲部106的信息存儲介質(zhì)(未圖示)可為快速存儲器、SRAM、HDD等，但是由于這些信息存儲介質(zhì)的容量有限，所以，在接收新的路徑信息之時，將已經(jīng)存儲的路徑信息從最早存儲的信息開始依次刪除，至可達到例如200兆字節(jié)的預定空余容量。
另外，引導方信息接收存儲部106將從位置信息檢測部105輸入的、相當于使用者11所在位置的導航裝置110的位置信息，從新的信息開始在引導方信息接收存儲部106中始終保持例如60個該信息，從而還保存使用者11的移動歷史信息(步驟S404)。
并且，引導方信息接收存儲部106將所保持的使用者11的移動歷史信息和路徑信息中的下一引導交叉點的信息，例如按每分鐘向方位和距離計算部107發(fā)送一次。該發(fā)送的信息例如為圖2的歷史表所示的序列。
然后，方位和距離計算部107接收到引導交叉點的信息和使用者11的移動歷史信息之后，方位和距離計算部107參照使用者11的移動歷史來確定當前使用者11朝向的方向。在確定“當前使用者11朝向的方向”的同時，方位和距離計算部107將移動歷史的最新信息設(shè)定為使用者11的當前位置，來確定與下一引導交叉點的距離、以及從當前位置“到下一引導交叉點的方向”。并且，方位和距離計算部107根據(jù)“使用者11當前朝向的方向”以及從使用者11當前位置“到下一引導交叉點的方向”，以使用者11當前朝向的方向作為基準，計算出向下一引導交叉點的相對的方向(步驟S405)。
接著，方位和距離計算部107將所獲得的使用者11的當前位置和下一引導的交叉點之間的距離轉(zhuǎn)換成仰角的同時，將上述相對的方向轉(zhuǎn)換成水平角，并將由該獲得的仰角和水平角構(gòu)成的聲源信息輸送給立體聲生成部108(步驟S406)。該仰角是這樣定義的，即以使用者直立的姿勢下的水平作為基準0度，將從基準0度開始上方的角度定義為仰角。另外，水平角是這樣定義的，將使用者朝向正面時定義為基準0度。在摩托車行駛中等移動的場面下，雖然存在或多或少頭部的傾斜，但大致為觀看前方的動作，所以不存在大幅度的變動。于是，始終假定在使用者戴著耳機101并以坐在座席上的姿勢觀察正面的位置上具有耳機101，從而進行輸出。
然后，立體聲生成部108可采用例如特開平9-182199號公報或日本音響學會2003年秋期報告論文集2-5-3等中公開的技術(shù)，即在確定假想聲源的位置之后，將從假想聲源起到左右耳朵的模擬的空間傳輸特性分別疊加到左右通路中，由此，可生成將假想聲像定位到耳機的外側(cè)的輸出聲音信息。并且，利用立體聲生成部108在將該輸出聲音信息轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號之后，將其對耳機101輸出(步驟S407)。另外，已知在立體音響生成時的聲源設(shè)定中，例如日本音響學會2003年秋期報告論文集2-5-3中所公開的那樣，在頭部的中心位置和假想聲源位置之間的距離不過于靠近的情況下，聲源位置為假定的位置時的傳輸特性即假定特性的再現(xiàn)性良好。在本實施方式中，按照日本音響學會2003年秋期報告論文集2-5-3中所公開的信息，從頭部的中心位置到假想的聲源的距離設(shè)定為6m。
另外，本實施方式中的方位和距離計算部107將距離轉(zhuǎn)換成仰角的公式可如下述的(式1)那樣表示。
θ=π2-distr]]>(式1)其中，θ為角度，單位為弧度。dist表示從當前位置到引導對象物的距離，r為表示固定距離的常數(shù)。在dist/r比π/2大的情況下，dist/r取為π/2，θ僅取正值。另外，將使用者直立并朝向正面的狀況下的水平作為基準0度，將垂直上方作為π/2。
另外，在本實施方式中，作為(式1)中的常數(shù)r采用5km這樣的固定值。通過這樣采用固定值，使用者可獲得從朝向假想聲源的仰角到下一交叉點的距離信息。即，若在0.2km以下，則使用者可從幾乎垂直方向聽到，使用者理解到需要作轉(zhuǎn)彎的準備，若距離5km以上，則使用者可從幾乎水平方向聽到，可直觀地理解到至下一交叉點還具有一段距離。
進而，在本實施方式中，作為將距離轉(zhuǎn)換成仰角的公式采用了(式1)，但是如下述的(式2)所示，采用對數(shù)式也能獲得同樣的效果。
θ=π2-ln(a·distr+1)]]>(式2)其中，θ為角度，單位為弧度。a為乘在距離上的常數(shù)，在此設(shè)定為2。dist表示從當前位置到引導對象物的距離，r為表示固定距離的常數(shù)。在{ln(a·dist/r+1)}比π/2大的情況下，{ln(a·dist/r+1)}取為π/2，θ僅取正值。由此，(式2)與(式1)相比具有如下優(yōu)點能夠容易辨識與位于5km以上的遠距離的引導對象物之間的距離。
另外，將該距離轉(zhuǎn)換成仰角的處理不采用(式1)或(式2)這樣的算式，而采用如圖3A所示的換算表也能夠獲得同樣的效果。
另外，在“新版聽覺和聲音”三浦種敏監(jiān)修(公司)電子情報通信學會(1980年)中公開有人類的聲源位置的知覺對左右而言稍微敏感一些，而對上下而言沒有那么敏感。
因此，選擇(式1)和(式2)中的哪一個不是大問題，重要的是將(式1)和(式2)中的常數(shù)r設(shè)定為與使用者的移動速度相對應(yīng)。例如，在用摩托車移動的情況下，適用從數(shù)km至數(shù)十km左右的值，在采用數(shù)十m的值的情況下，因過于近的距離而使得仰角飽和至0度，所以不能由仰角直觀地辨認到引導對象物的距離。
另外，在設(shè)定如圖3A所示的換算表時也與上述同樣，希望配合移動速度而分成圖3A所示的劃分(6個等級)左右或比該劃分更粗一些的劃分?；蛘?，在徒步移動的情況下，需要將(式1)和(式2)中的常數(shù)r的數(shù)值設(shè)定為數(shù)十m至100m左右。另外，在靈活使用該換算表的情況下，希望將上述范圍指定成圖3B所示的3個等級左右。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于使用者可知道，將從當前位置到引導對象物之間的距離的變化作為朝向引導聲音的假想聲源的仰角的變化，所以能夠直觀地把握到引導對象物的距離。
另外，在本實施方式中，方位和距離計算部107將使用者11的當前位置和下一引導交叉點之間的相對的方向轉(zhuǎn)換成水平角而生成聲源信息，但這不是必須的。即，水平位置始終固定在使用者11的正面或者其附近，通過將使用者11的當前位置和下一引導交叉點之間的距離轉(zhuǎn)換成仰角，使用者11也能夠直觀地把握到引導對象物的距離。
另外，在本實施方式中，設(shè)為將來自立體聲生成部108的聲音信號通過使用者11裝在身體上的耳機101輸出，但只要是能夠?qū)κ褂谜?1輸出聲音的方式，則在用于汽車或者摩托車時也可設(shè)置在頭盔等保護頭部的器具上。另外，在汽車內(nèi)的三維空間的任意位置上，以可形成假想聲源的方式設(shè)置多個揚聲器，通過以駕駛者正面正對時的頭部中心位置以及方向作為基準，則也能夠?qū)⒊蛞龑ο笪锏难鼋呛退浇怯米鬏敵雎曇粜畔ⅰ?br> 另外，在本實施方式中，麥克風102設(shè)為裝在使用者11的身體上，但只要是能夠獲取使用者11發(fā)出的聲音的方式，則不限于此。即，在使用汽車或者摩托車的情況下，也可設(shè)置在頭盔等保護頭部的器具上。還可采用裝在使用者11的耳朵下而從骨的振動來獲取使用者11的發(fā)聲的方式。
或者，在本實施方式中，耳機101和麥克風102不是一體的，但只要是能夠向使用者11輸出音頻信息且能夠獲取使用者11發(fā)出的聲音，則也可采用耳機麥克或者頭戴式耳機這樣的耳機101和麥克風102成一體的結(jié)構(gòu)。
另外，在本實施方式中，因為容量大小的關(guān)系，服務(wù)器104設(shè)置在與導航裝置110獨立的位置，通過通信線路實現(xiàn)連接的實例，但是，也可將服務(wù)器104設(shè)置在導航裝置110中，通過電路來實現(xiàn)連接。該情況下的對到引導對象物的路徑信息進行提取的部分相當于本發(fā)明中的引導對象物信息提取部。
另外，在本實施方式中，由于作為(式1)中的常數(shù)r對應(yīng)于使用者的移動速度而設(shè)定，故可采用5km這樣的固定值，但是，也可根據(jù)當前行駛中的道路的種類例如是高速道路還是一般道路這樣的種類，分別將距離r設(shè)定為10km、15km。此時，在從服務(wù)器104通知的路徑信息中，需要包含道路的種類信息。此外，也可將當前行駛中的移動速度加入到道路種類中，如圖5所示那樣確定距離r。由此，在如高速道路這樣的行駛速度的穩(wěn)定性高的情況下，因為與不添加行駛速度的情況相比，將距離r設(shè)定得更長，所以與一般道路相比，能夠把握與更遠距離處的引導對象物之間的距離變化。另外，還能夠?qū)⒌缆返钠鸱驈澢鹊缆返男螤罴尤氲骄嚯xr的確定中。另外，也可由使用者自己來設(shè)定距離的固定值。但是，此時，如上述那樣，應(yīng)該為可在數(shù)km至數(shù)十km左右的范圍內(nèi)設(shè)定。
另外，在本實施方式中，通過使用者發(fā)出的聲音信息而在導航裝置110中設(shè)定目的地，但是不限于此，也可將來自移動電話等的終端的文本信息通過使用了紅外線端口等的通信方式傳送目的地數(shù)據(jù)，從而在導航裝置110中設(shè)定目的地。
另外，在本實施方式中，表示了在利用方位和距離計算部107計算方位時，采用使用者11的移動歷史的例子，但是本發(fā)明不限于此，在由GPS獲得的位置的信息中加入通過回轉(zhuǎn)儀(gyro)傳感器或加速度傳感器等獲得的信息而得到的方位信息，由此可獲得同樣的效果。
另外，在本實施方式中，立體聲生成部108采用了特開平9-182199號公報中公開的方法，但是不限于此，只要是在指定的位置能夠?qū)崿F(xiàn)聲像定位的立體音響生成方法即可。
另外，在本實施方式中，例舉了使用者騎摩托車的情況，但是不限于此，在徒步或者騎自行車的情況下、或者在駕駛汽車的情況下，也能夠獲得同樣的效果。
另外，在本實施方式中，給出使用者為到達目的地而行進的情況，但還可應(yīng)用在如下例子中在公園、動物園或購物商場這樣的設(shè)施中，使孩子等同伴持有可發(fā)送位置信息的姓名地址牌，將從同伴的姓名地址牌發(fā)出的位置信息作為目的地信息，引導同伴的所在地和使用者的所在地之間的位置關(guān)系。在此情況下，因為考慮使用者的移動方式為徒步或電動輕便車等，移動速度比較緩慢，所以在方位和距離計算部107計算方位之時，將同伴的所在地和使用者的所在地之間的位置關(guān)系分成左右2等分，若為右側(cè)則設(shè)為右斜前方向45度的方位，若為左側(cè)則設(shè)置為左斜前方45度等，分級地劃分方位進行處理也能夠獲得同樣地效果。
另外，對于在徒步移動中實施的情況，與摩托車行駛中不同，可考慮通過音樂播放器一邊聽音樂一邊移動。本實施方式所公開的音頻信息輸出裝置可輸出立體聲，所以當然還兼?zhèn)浔銛y式音樂再生機的功能。在該情況下，輸出音頻信息時，用功率值將再生中的音樂的音量降低至通常的一半，疊加上引導聲音而輸出。引導聲音首先以非立體音響的方式提示用于引起注意的通報音或通報聲音，然后，以立體音響的方式提示引導聲音。
(實施方式2)圖6是表示本發(fā)明的實施方式2中的導航系統(tǒng)的構(gòu)成的功能框圖。該導航系統(tǒng)與實施方式1的不同之處在于，麥克風601和導航裝置610。
本實施方式中的麥克風601僅具有獲取聲音的功能，所以并非如實施方式1中的麥克風102那樣具有降噪功能。
另外，本實施方式中的導航裝置610在實施方式1中所示的導航裝置的基礎(chǔ)上，還具有輸入噪音降低部602、音響模型603以及音量計算部604。
在該輸入噪音降低部602中，通過采用譜相減(spectral subtraction)來減去與預定的音響模型603一致的成分，從而能夠抑制如汽車等行駛聲音的恒定雜音。
另外，音量計算部604用于計算由包圍和距離計算部107算出的仰角θ所對應(yīng)的的音量。
(式3)用于計算出該音量，f(θ)為仰角θ的函數(shù)。另外，當仰角θ為π/2時，f(θ)為1.5，當仰角θ不是π/2時，f(θ)為1。
Vol(θ)＝f(θ)×Volorg(式3)下面參照附圖，對上述結(jié)構(gòu)的導航裝置610的動作進行說明。
圖7是表示本發(fā)明中的音頻信息輸出裝置的導航裝置的動作的流程圖。
在圖7中，首先，聲音處理部103通過使用者11將從麥克風601輸入的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，來提取聲音識別用的參數(shù)(LPC)(步驟S401、S402)。
然后，輸入噪音降低部602采用音響模型603而進行參數(shù)(LPC)的雜音降低處理后(步驟S701)，與實施方式1一樣，聲音處理部103將進行了雜音降低處理后的參數(shù)(LPC)傳送給服務(wù)器104(步驟S403)。
此后，與實施方式1一樣，引導方信息接收存儲部106對來自服務(wù)器104的路徑信息和來自位置信息檢測部105的當前位置信息進行存儲(步驟S404)，根據(jù)上述信息，方位和距離計算部107計算出方位數(shù)據(jù)(仰角和水平角)以及距離數(shù)據(jù)(步驟S405、S406)。
然后，音量計算部604根據(jù)方位和距離計算部107計算出的仰角來計算出音量信息，通知給立體音響生成部108，并且方位和距離計算部107也將算出的方位數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)通知給立體音響生成部108(步驟S702)。
立體音響生成部108接收到上述信息和數(shù)據(jù)，與實施方式1一樣，生成將假想聲像定位在耳機外側(cè)的輸出音頻信息。此時，立體音響生成部108根據(jù)來自音量計算部604的音量信息來控制該輸出音頻信息。另外，轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號而向耳機101輸出(步驟S703)。
另外，在本實施方式中，表示了作為恒定雜音的降低方式而進行采用了音響模型的譜相減的例子，但是不限于此，還可利用對輸入聲音信號進行帶限的濾波器來降低恒定雜音。
另外，在本實施方式中，表示了對音頻信息輸出裝置的輸出聲音不具有特別的噪音緩和方法的情況，但若為具有基于減去與預定音響模型一致成分等的噪音緩和機構(gòu)的例子，則對使用者而言，在容易聽取音頻信息這一方面更為有用。利用該噪音緩和機構(gòu)，能夠緩和疊加在輸出聲音中的噪音中的、風聲和行駛中的道路噪音等與預定的音響模型相似的噪音的影響。
進而，在本實施方式中，根據(jù)仰角而使音量變化，但是根據(jù)仰角來改變音質(zhì)也是有效的。即，作為降低通常的引導聲音的女性的聲音，僅在到假想聲源的仰角相應(yīng)于90度的情況下，提高聲音的峰值而變成高的女性聲音。這為使用者提高信息認知度帶來輔助效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，因為使用者不僅知道將從當前位置到引導對象物之間的距離的變化作為朝向引導聲音的假想聲源的仰角的變化，而且知道將前者作為音量差，所以，能夠更進一步直觀地把握到引導對象物的距離。
(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明對于將到引導對象物的方位以及距離通過音頻信息通知給使用者的音頻信息輸出方法和音頻信息輸出裝置是有用的，適用于從前方放開視線時危險的自行車、摩托車或微型自行車等中使用的導航裝置等或交通信息提示裝置等。
權(quán)利要求
1.一種音頻信息輸出裝置，其中包括方位和距離信息確定部，其根據(jù)到對使用者進行引導的引導對象物的位置的路徑信息、和從所述使用者的位置信息算出的移動方向，確定到所述引導對象物的方位信息和距離信息；垂直位置確定部，其根據(jù)由所述方位和距離信息確定部所確定的距離信息，確定聲源的垂直位置；和立體音響輸出部，其以所述聲源假想地位于水平位置為使用者的正面、且垂直位置為由所述垂直位置確定部確定這樣的位置的方式，輸出音頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，由水平位置確定部來確定，所述水平位置確定部根據(jù)由所述方位和距離信息確定部所確定的方位信息來確定聲源的水平位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，由水平位置確定部來確定，所述水平位置確定部預先將方位劃分成兩個以上區(qū)間，將由所述方位和距離信息確定部所確定的方位信息轉(zhuǎn)換成所述方位信息所屬的區(qū)間的代表值，并根據(jù)所述代表值來確定聲源的水平位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述垂直位置確定部在將所述距離信息用于垂直角度的確定時，使從零距離到一定距離的范圍分布在從上方開始到水平的垂直角度，對于所述一定距離以外，將垂直角度設(shè)為水平或接近水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述一定距離通過使用如下信息中的至少一個信息來確定使用者的移動速度、使用者所行駛的道路種類的信息、使用者所行駛的道路的形狀、以及由使用者設(shè)定的數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項所述的音頻信息輸出裝置，其中包括聲音數(shù)據(jù)輸入部，其輸入聲音數(shù)據(jù)；和引導對象物信息提取部，其根據(jù)輸入到所述聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)來確定所述引導對象物，并提取到所述引導對象物的路徑信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項所述的音頻信息輸出裝置，其包括聲音數(shù)據(jù)輸入部，其輸入聲音數(shù)據(jù)；發(fā)送部，其將輸入到所述聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)發(fā)送到其他裝置；和接收部，其根據(jù)所述發(fā)送部發(fā)送的聲音數(shù)據(jù)，接收所述其他裝置提取的到引導對象物的路徑信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻信息輸出裝置，其中，包括輸入噪音降低部，其降低與輸入到所述聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)一起被輸入的噪音中的、預先確定的噪音的影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻信息輸出裝置，其中，包括輸入噪音降低部，其降低與輸入到所述聲音數(shù)據(jù)輸入部的聲音數(shù)據(jù)一起被輸入的噪音中的、預先確定的噪音的影響。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述輸入噪音降低部進行基于預先確定的音響模型的譜相減或基于音響頻帶的頻帶控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的音頻信息輸出裝置，其中，所述輸入噪音降低部進行基于預先確定的音響模型的譜相減或基于音響頻帶的頻帶控制。
12.一種音頻信息輸出方法，其中包括方位和距離信息確定步驟，根據(jù)到對使用者進行引導的引導對象物的位置的路徑信息、和從所述使用者的位置信息算出的移動方向，確定到所述引導對象物的方位信息和距離信息；垂直位置確定步驟，根據(jù)由所述方位和距離信息確定步驟確定的距離信息，確定聲源的垂直位置；和立體音響輸出步驟，以所述聲源假想地位于水平位置為使用者的正面、且垂直位置由所述垂直位置確定步驟確定的這樣的位置的方式，輸出音頻信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的音頻信息輸出方法，其中，所述聲源的水平位置并不限定在使用者的正面，根據(jù)由所述方位和距離信息確定步驟確定的方位信息來確定。
全文摘要
一種音頻信息輸出裝置，其中，方位和距離計算部(107)根據(jù)從引導方信息接收存儲部(106)獲得的下一引導的交叉點的信息、和使用者(11)的移動歷史信息，計算出到交叉點的相對方向和距離。并且，將相對方向轉(zhuǎn)換成水平角，將該距離轉(zhuǎn)換成仰角，且傳送到立體聲生成部(108)。立體聲生成部(108)通過生成將聲像定位在耳機的外側(cè)的輸出音頻信息，并輸出到耳機(101)，由此，使用者能夠確實把握到引導對象物的距離。
文檔編號G08G1/0969GK1946985SQ20058001172
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者森井景子, 小沼知浩, 脅田由實 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社