JP2001215990A - Robot hearing device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動機構等のロボット内部で発生するノイズ
に影響されることなく、外部の目標からの音を集音して
能動知覚を行なうことができるようにした、ロボット聴
覚装置を提供する。
【解決手段】 少なくともロボットの頭部13を覆う防
音性の外装14と、外装の外側にて両耳位置に設け主と
して外部の音を集音する一対の外部マイク16と、外装
の内側に設け主として内部のノイズ発生源からのノイズ
を集音する一対の内部マイク17と、外部マイク及び内
部マイクからの信号に基づいて外部マイクからの音響信
号から内部のノイズ発生源からのノイズ信号をキャンセ
ルする処理回路18,19とを含み、上記処理回路が、
外部マイクからの音響信号と内部マイクからの音響信号
を演算処理することにより外部マイクからの音響信号の
ノイズをキャンセルするように、ロボット聴覚装置10
を構成する。
(57) [Problem] To provide an active auditory perception capable of collecting sound from an external target and performing active perception without being affected by noise generated inside the robot such as a drive mechanism. Provide equipment. SOLUTION: A soundproof exterior 14 covering at least a head 13 of the robot, a pair of external microphones 16 provided at both ear positions outside the exterior and mainly collecting external sounds, and mainly provided inside the exterior A process of canceling a noise signal from an internal noise source from an acoustic signal from an external microphone based on a pair of internal microphones 17 that collects noise from an internal noise source and an external microphone and a signal from the internal microphone Circuits 18 and 19, wherein the processing circuit comprises:
The robot hearing device 10 is configured to cancel the noise of the acoustic signal from the external microphone by arithmetically processing the acoustic signal from the external microphone and the acoustic signal from the internal microphone.
Is configured.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はロボット、特に人
型または動物型ロボットにおける聴覚装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearing device for a robot, particularly a human or animal robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、このような人型または動物型ロボ
ットにおいては、視覚,聴覚の能動知覚が注目されてき
ている。能動知覚とは、ロボット視覚やロボット聴覚等
の知覚を担当する知覚装置を、知覚すべき目標に追従す
るようにこれらの知覚装置を支持する例えば頭部を駆動
機構により姿勢制御するものである。2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to active perception of sight and hearing in such humanoid or animal type robots. The active perception is to control a posture of a perception device that is responsible for perception such as robot vision and robot hearing by a drive mechanism, for example, a head that supports these perception devices so as to follow a target to be perceived.
【0003】ここで、能動視覚に関しては、少なくとも
知覚装置であるカメラが、駆動機構による姿勢制御によ
ってその光軸方向が目標に向かって保持され、目標に対
して自動的にフォーカシングやズームイン,ズームアウ
ト等が行なわれることにより目標がカメラによって撮像
されるようになっており、種々の研究が行なわれてい
る。Here, regarding active vision, at least a camera, which is a perceptual device, holds its optical axis toward a target by attitude control by a driving mechanism, and automatically focuses, zooms in, and zooms out on the target. The target is imaged by the camera by performing the above-mentioned operations, and various studies have been made.
【0004】これに対して能動聴覚に関しては、少なく
とも知覚装置であるマイクが、駆動機構による姿勢制御
によってその指向性が目標に向かって保持され、目標か
らの音がマイクによって集音される。このとき、能動聴
覚の不利な点として、駆動機構が作動している間はマイ
クが駆動機構の作動音を拾ってしまうため、目標からの
音に比較的大きなノイズが混入してしまい、目標からの
音を認識できなくなってしまうことがある。On the other hand, regarding active hearing, at least a microphone, which is a perceptual device, maintains its directivity toward a target by attitude control by a driving mechanism, and sounds from the target are collected by the microphone. At this time, the disadvantage of active hearing is that the microphone picks up the operating sound of the drive mechanism while the drive mechanism is operating, so that relatively loud noise is mixed in the sound from the target, and Sound may not be recognized.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな駆動機構を停止させた状態での聴覚研究では、特に
目標が移動しているような場合、目標の移動に追従しな
がらの所謂能動聴覚を行なうことが困難であった。However, in such a hearing study with the driving mechanism stopped, especially when the target is moving, the so-called active hearing while following the movement of the target is required. It was difficult to do.
【0006】さらに、上述した駆動機構だけでなく、ロ
ボット内部で発生する各種動作音及び定常的に発生する
ノイズも聴覚装置としてのマイクが集音してしまうの
で、同様に完全な能動聴覚を得ることが困難であった。Further, not only the above-mentioned drive mechanism but also various operation sounds generated inside the robot and noises generated constantly are collected by the microphone as a hearing device, so that a complete active hearing is similarly obtained. It was difficult.
【0007】この発明は、以上の点にかんがみて、駆動
機構等のロボット内部で発生するノイズに影響されるこ
となく、外部の目標からの音を集音して能動知覚を行な
うことができるようにした、ロボット聴覚装置を提供す
ることを目的としている。In view of the above, the present invention enables active perception by collecting sound from an external target without being affected by noise generated inside the robot such as a drive mechanism. It is an object of the present invention to provide a robot hearing device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明による、内部にノイズ発生源を備えたロボ
ットは、少なくともロボットの一部を覆う防音性の外装
と、上記外装の外側に設けられ主として外部の音を集音
する少なくとも一つの外部マイクと、上記外装の内側に
設けられ主として内部のノイズ発生源からのノイズを集
音する少なくとも一つの内部マイクと、上記外部マイク
及び内部マイクからの信号に基づいて外部マイクからの
音響信号から内部のノイズ発生源からのノイズ信号をキ
ャンセルする処理回路とを含んでおり、上記処理回路が
外部マイクからの音響信号と内部マイクからの音響信号
を演算処理することにより、外部マイクからの音響信号
のノイズをキャンセルすることを特徴としている。In order to achieve the above object, according to the present invention, a robot provided with a noise source inside has a soundproof exterior covering at least a part of the robot and an exterior provided outside the exterior. At least one external microphone that mainly collects external sounds, at least one internal microphone that is provided inside the exterior and mainly collects noise from an internal noise source, and the external microphone and the internal microphone. A processing circuit that cancels a noise signal from an internal noise source from an audio signal from an external microphone based on the signal of the external microphone, and the processing circuit converts the audio signal from the external microphone and the audio signal from the internal microphone. It is characterized in that arithmetic processing cancels noise of an acoustic signal from an external microphone.
【0009】また、上記目的を達成するため、この発明
による、内部に駆動機構等のノイズ発生源を備えた人型
または動物型のロボットは、少なくともロボットの頭部
を覆う防音性の外装と、上記外装の外側にて両側の耳に
対応する両耳位置に設けられ主として外部の音を集音す
る一対の外部マイクと、上記外装の内側に設けられた主
として内部のノイズ発生源からのノイズを集音する少な
くとも一つの内部マイクと、上記外部マイク及び内部マ
イクからの信号に基づいて外部マイクからの音響信号か
ら内部のノイズ発生源からのノイズ信号をキャンセルす
る処理回路とを含んでおり、上記処理回路が、外部マイ
クからの音響信号と内部マイクからの音響信号を演算処
理することにより外部マイクからの音響信号のノイズを
キャンセルすることを特徴とするものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a human-type or animal-type robot having a noise generating source such as a drive mechanism therein, comprising: a soundproof exterior covering at least a head of the robot; A pair of external microphones that are provided at both ear positions corresponding to both ears on the outside of the exterior and mainly collect external sounds, and a noise mainly from an internal noise source provided on the inside of the exterior. At least one internal microphone that collects sound, and a processing circuit that cancels a noise signal from an internal noise source from an acoustic signal from the external microphone based on a signal from the external microphone and the internal microphone, The processing circuit cancels noise of the acoustic signal from the external microphone by performing arithmetic processing on the acoustic signal from the external microphone and the acoustic signal from the internal microphone. The one in which the features.
【0010】本発明によるロボット聴覚装置は、好まし
くは、上記処理回路が前以てロボット内部の駆動機構に
よるノイズを記憶しており、外部マイクからの音声信号
と内部マイクからの音声信号を演算処理する際に、この
記憶したノイズを参照することによりノイズキャンセル
処理を行なうようになっている。In the robot hearing device according to the present invention, preferably, the processing circuit previously stores noise generated by a driving mechanism inside the robot, and performs arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from the internal microphone. At this time, the noise cancellation processing is performed by referring to the stored noise.
【0011】本発明によるロボット聴覚装置は、好まし
くは、上記処理回路が前以てロボット内部の駆動機構に
よるノイズから抽出されたノイズ特徴成分を記憶してお
り、外部マイクからの音声信号と内部マイクからの音声
信号を演算処理する際に、この記憶したノイズ特徴成分
を参照することによりノイズキャンセル処理を行なうよ
うになっている。In the robot hearing device according to the present invention, preferably, the processing circuit previously stores a noise characteristic component extracted from noise generated by a driving mechanism inside the robot, and outputs a voice signal from an external microphone and an internal microphone. When performing the arithmetic processing on the audio signal from the CPU, the noise canceling processing is performed by referring to the stored noise characteristic component.
【0012】本発明によるロボット聴覚装置は、好まし
くは、上記処理回路がロボット内部の駆動機構によるノ
イズを学習しながら、外部マイクからの音声信号と内部
マイクからの音声信号を演算処理する際に、この学習し
たノイズを参照することによりノイズキャンセル処理を
行なう。Preferably, in the robot hearing device according to the present invention, when the processing circuit performs arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from an internal microphone while learning noise from a driving mechanism inside the robot, The noise cancellation process is performed by referring to the learned noise.
【0013】上記構成によれば、外部マイクが主として
外部の目標からの音を集音し、内部マイクが主としてロ
ボット内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズを
集音する。その際、外部マイクが集音した音響信号に
は、ロボット内部のノイズ発生源からのノイズ信号が混
入しているが、この混入したノイズ信号は、処理回路に
おける演算処理によって内部マイクが集音したノイズ信
号によりキャンセルされることにより著しく低減され
る。したがって、外部マイクからの音響信号は、処理回
路での演算処理によってロボット内部の駆動機構等のノ
イズ発生源からのノイズが容易に著しく低減され、従っ
て、そのS/N比が大幅に改善されて能動知覚をより一
層良好に行なうことができる。According to the above configuration, the external microphone mainly collects sound from an external target, and the internal microphone mainly collects noise from a noise generating source such as a driving mechanism inside the robot. At that time, the noise signal from the noise source inside the robot was mixed in the acoustic signal collected by the external microphone, and the mixed noise signal was collected by the internal microphone by arithmetic processing in the processing circuit. It is significantly reduced by being canceled by a noise signal. Therefore, in the acoustic signal from the external microphone, the noise from the noise source such as the drive mechanism inside the robot is easily and significantly reduced by the arithmetic processing in the processing circuit, and the S / N ratio is greatly improved. Active perception can be performed even better.
【0014】上記処理回路が、前以てロボット内部のノ
イズ発生源によるノイズを記憶しており、外部マイクか
らの音声信号と内部マイクからの音声信号を演算処理す
る際に、この記憶したノイズを参照することによりノイ
ズキャンセル処理を行なう場合には、各ノイズが前以て
正確に記録されていることにより、ノイズキャンセル処
理をより正確にそしてより一層迅速に行なうことができ
る。。The processing circuit previously stores noise generated by a noise source inside the robot. When processing the audio signal from the external microphone and the audio signal from the internal microphone, the stored noise is stored in the processing circuit. When the noise canceling process is performed by referring to the information, the noise canceling process can be performed more accurately and more quickly because each noise is accurately recorded in advance. .
【0015】上記処理回路が、前以てロボット内部のノ
イズ発生源によるノイズから抽出されたノイズ特徴成分
を記憶しており、外部マイクからの音声信号と内部マイ
クからの音声信号を演算処理する際に、この記憶したノ
イズ特徴成分を参照することによりノイズキャンセル処
理を行なう場合には、ノイズ特徴部分のみを記憶するこ
とにより記憶容量が少なくて済む。The above processing circuit has previously stored a noise characteristic component extracted from noise generated by a noise source inside the robot, and performs arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from an internal microphone. In the case where the noise canceling process is performed by referring to the stored noise feature component, the storage capacity can be reduced by storing only the noise feature portion.
【0016】上記処理回路が、ロボット内部のノイズ発
生源によるノイズを学習しながら外部マイクからの音声
信号と内部マイクからの音声信号を演算処理する際に、
この学習したノイズを参照することによりノイズキャン
セル処理を行なう場合には、ノイズ発生源によるノイズ
が変化したとしても、このノイズ変化を学習することに
より常に完全な能動聴覚を実現することができる。When the processing circuit performs arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from an internal microphone while learning noise from a noise source inside the robot,
When the noise cancellation process is performed by referring to the learned noise, perfect active hearing can always be realized by learning the noise change even if the noise due to the noise source changes.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて、この発明を詳細に説明する。図1乃至図5はこ
の発明によるロボット聴覚装置の一実施形態を備えた実
験用の人型ロボットの全体構成を示している。図1にお
いて、人型ロボット10は、4DOF(自由度)のロボ
ットとして構成されており、ベース11と、ベース11
上にて一軸(垂直軸)周りに回動可能に支持された胴体
部12と、胴体部12上において、三軸方向(垂直軸,
左右方向の水平軸及び前後方向の水平軸)の周りに揺動
可能に支持された頭部13と、を含んでいる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. 1 to 5 show the overall configuration of an experimental humanoid robot provided with an embodiment of the robot hearing device according to the present invention. In FIG. 1, a humanoid robot 10 is configured as a 4DOF (degree of freedom) robot, and includes a base 11 and a base 11.
The body 12 is supported so as to be rotatable around one axis (vertical axis). On the body 12, three body directions (vertical axis,
(A horizontal axis in the left-right direction and a horizontal axis in the front-rear direction).
【0018】上記ベース11は固定配置されていてもよ
く、脚部として動作可能としてもよい。また、ベース1
1は移動可能な台車等の上に載置されていてもよい。The base 11 may be fixedly arranged, and may be operable as a leg. Also base 1
1 may be mounted on a movable cart or the like.
【0019】上記胴体部12は、ベース11に対して垂
直軸の周りに、図1にて矢印Aで示すように回動可能に
支持されており、図示しない駆動手段によって回転駆動
されると共に、図示の場合、防音性の外装によって覆わ
れている。The body 12 is rotatably supported on the base 11 about a vertical axis as shown by an arrow A in FIG. 1. The body 12 is rotated by driving means (not shown). In the case shown, it is covered with a soundproof exterior.
【0020】上記頭部13は胴体部12に対して連結部
材13aを介して支持されており、この連結部材13a
に対して前後方向の水平軸の周りに、図1にて矢印Bで
示すように揺動可能に、また左右方向の水平軸の周り
に、図2にて矢印Cで示すように揺動可能に支持されて
いると共に、上記連結部材13aが、胴体部12に対し
てさらに前後方向の水平軸の周りに、図1にて矢印Dで
示すように揺動可能に支持されており、それぞれ図示し
ない駆動手段によって各矢印A,B,C,D方向に回転
駆動される。The head 13 is supported by the body 12 via a connecting member 13a.
Can swing about a horizontal axis in the front-rear direction, as shown by an arrow B in FIG. 1, and can swing about a horizontal axis in the left-right direction, as shown by an arrow C in FIG. In addition, the connecting member 13a is swingably supported as shown by the arrow D in FIG. It is rotationally driven in the directions of arrows A, B, C, and D by the drive means not provided.
【0021】ここで、上記頭部13は、図3に示すよう
に全体が防音性の外装14により覆われていると共に、
前側にロボット視覚を担当する視覚装置としてのカメラ
15を、また両側にロボット聴覚を担当する聴覚装置と
しての一対の外部マイク16(16a,16b)を備え
ている。さらに、上記頭部13は、図3に示すように、
外装14の内側にて左右に離隔して配設された一対の内
部マイク17(17a,17b)を備えている。The head 13 is entirely covered with a soundproof exterior 14 as shown in FIG.
A camera 15 is provided on the front side as a visual device in charge of robot vision, and a pair of external microphones 16 (16a, 16b) are provided on both sides as hearing devices in charge of robot hearing. Further, as shown in FIG.
A pair of internal microphones 17 (17a, 17b) are provided inside the exterior 14 so as to be separated from each other on the left and right.
【0022】上記外装14は、例えばウレタン樹脂等の
吸音性の合成樹脂から構成されており、頭部13の内部
をほぼ完全に密閉することにより、頭部13の内部の遮
音を行なうように構成されている。尚、胴体部12の外
装も同様にして吸音性の合成樹脂から構成されている。The exterior 14 is made of a sound-absorbing synthetic resin such as urethane resin, for example. The interior of the head 13 is sound-insulated by almost completely sealing the interior of the head 13. Have been. The exterior of the body 12 is similarly made of a sound-absorbing synthetic resin.
【0023】上記カメラ15は公知の構成であって、例
えば所謂パン,チルト,ズームの3DOF(自由度)を
有する市販のカメラが適用され得る。The camera 15 has a known configuration, and a commercially available camera having a so-called pan, tilt, and zoom 3DOF (degree of freedom) can be used.
【0024】上記外部マイク16は、それぞれ頭部13
の側面において前方に向かって指向性を有するように取
り付けられている。ここで、外部マイク16の左右の各
外部マイク16a,16bは、それぞれ図1及び図2に
示すように、外装14の両側において前方に向いた段部
14a,14bにて内側に取り付けられ、段部14a,
14bに設けられた貫通穴を通して前方の音を集音する
と共に、外装14の内部の音を拾わないように適宜の手
段により遮音されている。これにより、外部マイク16
a,16bは、所謂バイノーラルマイクとして構成され
ている。尚、外部マイク16a,16bの取付位置の近
傍において、外装14は人間の外耳形状に形成されてい
てもよい。Each of the external microphones 16 has a head 13
Is attached so as to have directivity toward the front side. Here, the left and right external microphones 16a and 16b of the external microphone 16 are attached to the inside by stepped portions 14a and 14b facing forward on both sides of the exterior 14, respectively, as shown in FIGS. Part 14a,
The front sound is collected through the through-hole provided in 14b, and the sound is shielded by appropriate means so as not to pick up the sound inside the exterior 14. Thereby, the external microphone 16
a and 16b are configured as so-called binaural microphones. In addition, the exterior 14 may be formed in the shape of the outer ear of a human near the mounting position of the external microphones 16a and 16b.
【0025】上記内部マイク17は、それぞれ外装14
の内側において、上述した各外部マイク16a,16b
の近傍に、図示の場合には前記カメラ15の両端付近の
上方に配設されている。なお、上記内部マイク17は、
外装14の内側に任意の位置に備えられていてもよい。Each of the internal microphones 17 is
Inside the external microphones 16a, 16b
, In the case shown in the figure, above the vicinity of both ends of the camera 15. The internal microphone 17 is
It may be provided at an arbitrary position inside the exterior 14.
【0026】図4は上記外部マイク16及び内部マイク
17を含む音響処理のための電気的構成を示している。
図4において、各外部マイク16a,16b及び内部マ
イク17a,17bからの音響信号SOL,SOR,S
IL,SIRは、それぞれ処理回路18,19に入力さ
れる。即ち、左側の外部マイク16aからの音響信号S
OL及び左側の内部マイク17aからの音響信号SIL
は処理回路18に入力され、また右側の外部マイク16
bからの音響信号SOR及び左側の内部マイク17bか
らの音響信号SIRは処理回路19に入力される。FIG. 4 shows an electrical configuration including the external microphone 16 and the internal microphone 17 for sound processing.
In FIG. 4, acoustic signals SOL, SOR, S from the external microphones 16a, 16b and the internal microphones 17a, 17b are shown.
IL and SIR are input to processing circuits 18 and 19, respectively. That is, the acoustic signal S from the left external microphone 16a
OL and sound signal SIL from left internal microphone 17a
Is input to the processing circuit 18 and the right external microphone 16
b and the acoustic signal SIR from the left internal microphone 17b are input to the processing circuit 19.
【0027】これらの処理回路18,19は同一の構成
であり、以下、図5を参照して処理回路20についてそ
の構成を説明する。図5において、処理回路20は、フ
ィルタ回路21及び減算回路22を備えている。上記フ
ィルタ回路21は公知の構成のフィルタ回路、例えば逆
フィルタや適応フィルタ等が使用され、内部マイク17
(17a,17b)からの音響信号SI(SIL,SI
R)が入力されると共に、減算回路22は、外部マイク
16a,16bからの音響信号SO(SOL,SOR)
から、フィルタ回路21からの信号を減算する。The processing circuits 18 and 19 have the same configuration, and the configuration of the processing circuit 20 will be described below with reference to FIG. 5, the processing circuit 20 includes a filter circuit 21 and a subtraction circuit 22. As the filter circuit 21, a filter circuit having a known configuration, for example, an inverse filter or an adaptive filter is used.
Signal (SIL, SI) from (17a, 17b)
R) is input, and the subtraction circuit 22 outputs the sound signals SO (SOL, SOR) from the external microphones 16a and 16b.
Is subtracted from the signal from the filter circuit 21.
【0028】ここで、フィルタ回路21は、内部マイク
17からの音響信号SIに対してフィルタ処理を行なう
ことにより、外部マイク16からの音響信号SOに含ま
れるノイズ成分NOに対応するノイズ信号NIを再現す
る。そして、減算回路22において、外部マイク16か
らの音響信号SOからノイズ信号NIを減算することに
よって、外部マイク16からの音響信号SOに混入した
ロボット内部の各駆動機構等のノイズ発生源からのノイ
ズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の音響信号SLま
たはSRを出力する。Here, the filter circuit 21 performs a filtering process on the sound signal SI from the internal microphone 17 to thereby filter the noise signal NI corresponding to the noise component NO included in the sound signal SO from the external microphone 16. Reproduce. Then, the subtraction circuit 22 subtracts the noise signal NI from the sound signal SO from the external microphone 16, and thereby the noise from the noise source such as each driving mechanism inside the robot mixed into the sound signal SO from the external microphone 16. The signal NO is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0029】本発明実施形態による人型ロボット10は
以上のように構成されており、外部マイク16a,16
bが集音しようとする目標からの音は、以下のようにし
て集音されノイズキャンセルされる。先ず、外部マイク
16a,16bが、主として目標からの外部の音を集音
してそれぞれ音響信号SOL,SORを出力する。ここ
で、外部マイク16a,16bはロボット内部からのノ
イズも集音するが、外装14自体が頭部13の内部を密
閉しており、また外部マイク16a,16bが頭部13
の内部に対して遮音されていることにより、混入するノ
イズが比較的低いレベルに抑えられている。The humanoid robot 10 according to the embodiment of the present invention is configured as described above, and includes the external microphones 16a and 16a.
The sound from the target b to be collected is collected and noise canceled as follows. First, the external microphones 16a and 16b mainly collect external sounds from a target and output acoustic signals SOL and SOR, respectively. Here, the external microphones 16a and 16b also collect noise from the inside of the robot, but the exterior 14 itself seals the inside of the head 13 and the external microphones 16a and 16b
, Noise is suppressed to a relatively low level.
【0030】これに対して、内部マイク17a,17b
は、主としてロボット内部からのノイズ、例えば前述し
た各駆動機構の作動音や冷却ファンの作動音等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。ここで、内部マイク1
7a,17bは外部からの音も集音するが、外装14が
内部を密閉していることから、そのレベルは比較的低く
抑えられている。On the other hand, the internal microphones 17a, 17b
Collects noise mainly from the inside of the robot, for example, noise from a noise generation source such as the operation sound of each drive mechanism and the operation sound of the cooling fan. Here, the internal microphone 1
7a and 17b also collect sound from the outside, but the level is kept relatively low because the exterior 14 seals the inside.
【0031】このようにして集音された外部マイク16
a,16bからの音響信号SOL,SOR及び内部マイ
ク17a,17bからの音響信号SIL,SIRは、そ
れぞれ処理回路18及び19に入力される。処理回路1
8,19は、外部マイク16a,16bからの音響信号
SOL,SORから、内部マイク17a,17bからの
音響信号SIL,SIRをそれぞれフィルタ回路20に
よってフィルタ処理した後、減算回路22により減算す
ることにより、外部マイク16a,16bからの音響信
号SOL,SORから、ロボット内部のノイズ発生源か
らのノイズ信号を除去することにより、それぞれノイズ
を除去した真の音響信号SL,SRを外部に出力する。
そして、この音響信号SL,SRに基づいて、図示しな
い制御部により音響認識を行ない、能動知覚を行なうこ
とができる。The external microphone 16 thus collected
The sound signals SOL and SOR from the a and 16b and the sound signals SIL and SIR from the internal microphones 17a and 17b are input to processing circuits 18 and 19, respectively. Processing circuit 1
8 and 19, the sound signals SIL and SIR from the internal microphones 17a and 17b are filtered by the filter circuit 20 from the sound signals SOL and SOR from the external microphones 16a and 16b, respectively, and then subtracted by the subtraction circuit 22. By removing noise signals from noise sources inside the robot from the acoustic signals SOL and SOR from the external microphones 16a and 16b, true acoustic signals SL and SR from which noise has been removed are output to the outside.
Then, based on the acoustic signals SL and SR, a control unit (not shown) performs acoustic recognition to perform active perception.
【0032】このようにして、本発明実施形態による人
型ロボット10によれば、処理回路18,19により、
外部マイク16a,16bからの音響信号SOL,SO
Rから、内部マイク17a,17bからの音響信号SI
L,SIRに基づいてノイズキャンセルを行なうことに
より、各駆動機構によって外部マイク16a,16bの
指向性の方向を目標に向けながらS/N比の良好な音響
信号を得ることができ、より正確な音響信号の認識を行
なうことができる。従って、例えば目標が移動している
場合であっても、各駆動機構によって外部マイク16
a,16bの指向性の方向を常に目標に対して追従させ
ながら、目標の音響信号の認識を行なうことができる。Thus, according to the humanoid robot 10 according to the embodiment of the present invention, the processing circuits 18 and 19
Acoustic signals SOL, SO from external microphones 16a, 16b
R, the acoustic signal SI from the internal microphones 17a, 17b
By performing noise cancellation based on L and SIR, it is possible to obtain a sound signal with a good S / N ratio while directing the directivity directions of the external microphones 16a and 16b to the target by each drive mechanism, and more accurately. Recognition of an acoustic signal can be performed. Therefore, for example, even when the target is moving, the external microphone 16 is driven by each driving mechanism.
The target acoustic signal can be recognized while the direction of the directivities a and 16b always follow the target.
【0033】図6はこの発明によるロボット聴覚装置の
第二の実施形態における処理回路の構成を示している。
図6において、処理回路23は、記憶部としてのノイズ
音記憶データベース24と、外部マイクノイズ予測モジ
ュール25及び減算回路22を備えている。ノイズ音記
憶データベース24は、前以て単一音源から発生する各
ノイズ毎に外部マイク16及び内部マイク17で集音さ
れた音響信号SO,SIを外部ノイズ及び内部ノイズの
データとして記憶していると共に、互いに対応する外部
ノイズ及び内部ノイズのデータがラベリングされて対応
付けられている。FIG. 6 shows the configuration of a processing circuit in a second embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
6, the processing circuit 23 includes a noise sound storage database 24 as a storage unit, an external microphone noise prediction module 25, and a subtraction circuit 22. The noise sound storage database 24 stores sound signals SO and SI collected by the external microphone 16 and the internal microphone 17 for each noise generated from a single sound source in advance as external noise and internal noise data. At the same time, data of external noise and internal noise corresponding to each other are labeled and associated with each other.
【0034】外部マイクノイズ予測モジュール25は、
入力される内部マイク17からの音響信号SIを、ノイ
ズ音記憶データベース24に記憶された内部ノイズのデ
ータと照合して、音響信号SIに含まれるノイズの種類
を解析する。この照合は、内部ノイズのデータを組み合
わせて、最も近い内部ノイズSIを予測することにより
行なわれる。そして、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、解析したノイズの種類に基づいて対応する外部
ノイズのデータを組み合わせた外部ノイズNIを予測す
る。減算回路22は、外部マイク16からの音響信号S
Oから外部マイクノイズ予測モジュール25で予測され
た外部ノイズNIを減算する。The external microphone noise prediction module 25
The input acoustic signal SI from the internal microphone 17 is collated with internal noise data stored in the noise sound storage database 24 to analyze the type of noise included in the acoustic signal SI. This collation is performed by predicting the closest internal noise SI by combining the data of the internal noise. Then, the external microphone noise prediction module 25 predicts an external noise NI that combines data of the corresponding external noise based on the type of the analyzed noise. The subtraction circuit 22 outputs the sound signal S from the external microphone 16.
The external noise NI predicted by the external microphone noise prediction module 25 is subtracted from O.
【0035】このような構成の処理回路23によれば、
内部マイク17からの音響信号SIに基づいて、外部マ
イクノイズ予測モジュール25が、ノイズ音記憶データ
ベース24に記憶された内部ノイズ及び外部ノイズのデ
ータを参照して、外部マイク16からの音響信号SOに
含まれるノイズ成分NOに対応するノイズ信号NIを予
測する。そして、減算回路22にて、外部マイク16か
らの音響信号SOからノイズ信号NIを減算することに
よって、外部マイク16からの音響信号SOに混入した
ロボット内部の各駆動機構等のノイズ発生源からのノイ
ズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の音響信号SLま
たはSRを出力する。According to the processing circuit 23 having such a configuration,
On the basis of the sound signal SI from the internal microphone 17, the external microphone noise prediction module 25 refers to the data of the internal noise and the external noise stored in the noise sound storage database 24 to generate the sound signal SO from the external microphone 16. A noise signal NI corresponding to the included noise component NO is predicted. Then, by subtracting the noise signal NI from the sound signal SO from the external microphone 16 in the subtraction circuit 22, the noise signal from the noise generating source such as each drive mechanism inside the robot mixed into the sound signal SO from the external microphone 16 is obtained. The noise signal NO is almost completely removed, and the true acoustic signal SL or SR is output.
【0036】図7はこの発明によるロボット聴覚装置の
第三の実施形態における処理回路の構成を示している。
図7において、処理回路26は、図6に示した処理回路
23と同様の構成であるが、ノイズ音記憶データベース
24に記憶される内部ノイズ及び外部ノイズのデータフ
ォーマットが、波形またはパワースペクトルを時間軸,
パワー軸あるいは周波数軸方向に抽象化(正規化)した
ものであり、外部マイクノイズ予測モジュール25が、
入力される内部マイク17からの音響信号SIに関して
時間,周波数及びパワー方向に関してそれぞれシフト処
理を行なった後、照合を行なう点で異なる構成になって
いる。FIG. 7 shows the configuration of a processing circuit in a third embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
7, the processing circuit 26 has the same configuration as the processing circuit 23 shown in FIG. 6, but the data format of the internal noise and the external noise stored in the noise sound storage database 24 is such that axis,
This is an abstraction (normalization) in the power axis or frequency axis direction, and the external microphone noise prediction module 25
The configuration is different in that a shift process is performed on the input acoustic signal SI from the internal microphone 17 in the time, frequency, and power directions, and then matching is performed.
【0037】このような構成の処理回路26によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が、内部マイク1
7からの音響信号SIを正規化した後、この正規化した
音響信号SIに基づいて、ノイズ音記憶データベース2
4に記憶された内部ノイズ及び外部ノイズのデータを参
照して、外部マイク16からの音響信号SOに含まれる
ノイズ成分NOに対応するノイズ信号NIを予測し、減
算回路22にて外部マイク16からの音響信号SOから
ノイズ信号NIを減算する。According to the processing circuit 26 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25
7 is normalized, and the noise sound storage database 2 is generated based on the normalized sound signal SI.
4, the noise signal NI corresponding to the noise component NO included in the sound signal SO from the external microphone 16 is predicted by referring to the data of the internal noise and the external noise stored in the external microphone 16. The noise signal NI is subtracted from the acoustic signal SO.
【0038】これにより、外部マイク16からの音響信
号SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真
の音響信号SLまたはSRを出力すると共に、複数のパ
ターンのノイズデータを一つの抽象化データに纒めるこ
とができるので、データベースを小型化することが可能
になる。As a result, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generating source such as each driving mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output. At the same time, noise data of a plurality of patterns can be combined into one abstract data, so that the size of the database can be reduced.
【0039】図8はこの発明によるロボット聴覚装置の
第四の実施形態における処理回路の構成を示している。
図8において、処理回路27は、図6に示した処理回路
23とほぼ同様の構成であって、以下の点で異なる構成
になっている。即ち、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、入力される内部マイク17からの音響信号SI
を、ノイズ音記憶データベース24に記憶された内部ノ
イズのデータと照合して、音響信号SIに含まれるノイ
ズの種類を解析する。この照合の際に、外部マイクノイ
ズモジュール25はロボット10の動作情報40、即ち
ロボット10の何れの駆動機構のモータがどれだけ駆動
したかというモータ動作情報を参照して音響信号SIに
含まれるノイズの種類を解析する。FIG. 8 shows the configuration of a processing circuit in a fourth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
8, the processing circuit 27 has substantially the same configuration as the processing circuit 23 shown in FIG. 6, and has a different configuration in the following points. That is, the external microphone noise prediction module 25 outputs the input acoustic signal SI from the internal microphone 17.
Is compared with the internal noise data stored in the noise sound storage database 24 to analyze the type of noise included in the acoustic signal SI. At the time of this collation, the external microphone noise module 25 refers to the operation information 40 of the robot 10, that is, the motor operation information indicating which motor of which drive mechanism of the robot 10 has driven and how much noise included in the acoustic signal SI. Analyze the type of
【0040】このような構成の処理回路27によれば、
内部マイク17からの音響信号SIに基づいて、外部マ
イクノイズ予測モジュール25が、ノイズ音記憶データ
ベース24に記憶された内部ノイズ及び外部ノイズのデ
ータ、そしてロボット動作情報40を参照して、外部マ
イク16からの音響信号SOに含まれるノイズ成分NO
に対応するノイズ信号NIを予測する。そして、減算回
路22にて外部マイク16からの音響信号SOからノイ
ズ信号NIを減算することによって、外部マイク16か
らの音響信号SOに混入したロボット内部の各駆動機構
等のノイズ発生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除
去して、真の音響信号SLまたはSRを出力する。According to the processing circuit 27 having such a configuration,
Based on the acoustic signal SI from the internal microphone 17, the external microphone noise prediction module 25 refers to the internal noise and external noise data stored in the noise sound storage database 24 and the robot operation information 40, and Noise component NO contained in the acoustic signal SO from the
Is predicted. Then, the noise signal NI is subtracted from the sound signal SO from the external microphone 16 by the subtraction circuit 22, so that the noise from the noise source such as each driving mechanism inside the robot mixed into the sound signal SO from the external microphone 16. The signal NO is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0041】この場合、外部マイクノイズモジュール2
5は、照合の際に何れのモータの動作ノイズが発生して
いるかを把握することができるので、照合に要する計算
量及び計算時間を短縮することができる。In this case, the external microphone noise module 2
5 can know which motor operation noise is occurring at the time of collation, so that the calculation amount and the computation time required for collation can be reduced.
【0042】図9はこの発明によるロボット聴覚装置の
第五の実施形態における処理回路の構成を示している。
図9において、処理回路28は、図8に示した処理回路
27と同様の構成であるが、図7に示した処理回路26
と同様に、ノイズ音記憶データベース24に記憶される
内部ノイズ及び外部ノイズのデータフォーマットが、波
形またはパワースペクトルを時間軸,パワー軸あるいは
周波数軸方向に抽象化(正規化)したものであり、外部
マイクノイズ予測モジュール25が、入力される内部マ
イク17からの音響信号SIに関して時間,周波数及び
パワー方向に関してそれぞれシフト処理を行なった後、
照合を行なう点で異なる構成になっている。FIG. 9 shows the configuration of a processing circuit in a fifth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
9, the processing circuit 28 has the same configuration as the processing circuit 27 shown in FIG. 8, but the processing circuit 26 shown in FIG.
Similarly to the above, the data format of the internal noise and the external noise stored in the noise sound storage database 24 is an abstraction (normalization) of a waveform or a power spectrum in a time axis, a power axis, or a frequency axis direction. After the microphone noise prediction module 25 performs a shift process with respect to the time, frequency, and power direction on the input acoustic signal SI from the internal microphone 17,
The configuration is different in that the matching is performed.
【0043】このような構成の処理回路28によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が内部マイク17
からの音響信号SIを正規化した後、この正規化した音
響信号SIに基づいて、ノイズ音記憶データベース24
に記憶された内部ノイズ及び外部ノイズのデータ、そし
てロボット動作情報40を参照して、外部マイク16か
らの音響信号SOに含まれるノイズ成分NOに対応する
ノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイク
16からの音響信号SOからノイズ信号NIを減算す
る。これにより、外部マイク16からの音響信号SOに
混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ発生源か
らのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の音響信
号SLまたはSRを出力する。According to the processing circuit 28 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25 is
After normalizing the acoustic signal SI from the noise sound storage database 24 based on the normalized acoustic signal SI.
The noise signal NI corresponding to the noise component NO included in the acoustic signal SO from the external microphone 16 is predicted with reference to the internal noise and external noise data stored in the Then, the noise signal NI is subtracted from the sound signal SO from the external microphone 16. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0044】この場合、複数のパターンのノイズデータ
を一つの抽象化データに纒めることができるので、デー
タベースを小型化することが可能になると共に、外部マ
イクノイズモジュール25は、照合の際に、何れのモー
タの動作ノイズが発生しているかを把握することができ
るので、照合に要する計算量及び計算時間を短縮するこ
とができる。In this case, since the noise data of a plurality of patterns can be combined into one abstract data, the database can be reduced in size, and the external microphone noise module 25 can perform Since it is possible to know which motor is generating the operation noise, it is possible to reduce the amount of calculation and the calculation time required for the verification.
【0045】図10はこの発明によるロボット聴覚装置
の第六の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図10において、処理回路29は、図6に示した処
理回路23と同様の構成であるが、ノイズ音記憶データ
ベース24の代わりに、ノイズ音モデルデータベース3
0を備えている。FIG. 10 shows the configuration of a processing circuit in a sixth embodiment of the robot hearing device according to the present invention. 10, the processing circuit 29 has the same configuration as the processing circuit 23 shown in FIG. 6, but instead of the noise sound storage database 24, the noise sound model database 3
0 is provided.
【0046】このノイズ音モデルデータベース30は、
前以て単一音源から発生する各ノイズ毎に外部マイク1
6及び内部マイク17で集音された音響信号SO,SI
から抽出したノイズの特徴、例えば音響信号SIから抽
出されたAttack,FM,AM,Harmonic
s等の特徴を数値化し、その特徴量を、平均値,分散値
等の分布表現を用いてノイズモデルとして格納してい
る。尚、ノイズ音モデルデータベース30に格納される
ノイズモデルは、各ノイズ毎に主成分分析等を用いて各
特徴量を直交座標空間上に表現することにより、特徴量
の数を削減して照合時の計算量を軽減するようにしても
よい。This noise sound model database 30 is
External microphone 1 for each noise generated from a single sound source
6 and the sound signals SO and SI collected by the internal microphone 17
Characteristics extracted from the audio signal, for example, Attack, FM, AM, and Harmonic extracted from the acoustic signal SI.
Features such as s are digitized, and the feature amounts are stored as noise models using distribution expressions such as average values and variance values. Note that the noise model stored in the noise sound model database 30 reduces the number of feature amounts by expressing each feature amount in a rectangular coordinate space using principal component analysis or the like for each noise. May be reduced.
【0047】このような構成の処理回路29によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音モデルデータ
ベース30に記憶された内部ノイズモデルを参照して、
内部ノイズモデルを組み合わせて最も近い音響信号SI
を予測し、あるいは逆に音響信号SIを解析して特徴量
を抽出し、この特徴量が何れの内部ノイズモデルに近い
かを、例えば最小二乗法や判別分析等を使用して計算
し、外部マイク16からの音響信号SOに含まれるノイ
ズの種類を予測する。According to the processing circuit 29 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25
7 with reference to the internal noise model stored in the noise sound model database 30 based on the acoustic signal SI from
Nearest acoustic signal SI by combining internal noise models
Or, conversely, analyze the acoustic signal SI to extract a feature amount, calculate which internal noise model is closer to which internal noise model by using, for example, a least squares method, discriminant analysis, or the like. The type of noise included in the sound signal SO from the microphone 16 is predicted.
【0048】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、予測したノイズの種類に基づいてノイズ音モデ
ルデータベース30の外部ノイズモデルを組み合わせて
ノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイク
16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NIを
減算する。これにより、外部マイク16からの音響信号
SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ発
生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の
音響信号SLまたはSRを出力する。Then, the external microphone noise prediction module 25 predicts the noise signal NI by combining the external noise model of the noise sound model database 30 based on the type of the predicted noise, and the subtraction circuit 22 outputs the noise signal NI from the external microphone 16. The predicted noise signal NI is subtracted from the acoustic signal SO. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0049】この場合、ノイズ音モデルデータベース3
0は、音響信号SO,SIから抽出したノイズの特徴成
分のみを記憶していることから、そのデータ量が少なく
て済み、データベース全体が小型化され得ると共に、外
部マイクノイズ予測モジュール25による計算量及び計
算時間が低減される。In this case, the noise sound model database 3
0 stores only the noise feature components extracted from the audio signals SO and SI, so that the data amount can be reduced, the entire database can be reduced in size, and the amount of calculation by the external microphone noise prediction module 25 can be reduced. And the calculation time is reduced.
【0050】図11はこの発明によるロボット聴覚装置
の第七の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図11において、処理回路31は、図10に示した
処理回路29とほぼ同様の構成であって、以下の点で異
なる構成になっている。FIG. 11 shows a configuration of a processing circuit in a seventh embodiment of the robot hearing device according to the present invention. In FIG. 11, the processing circuit 31 has substantially the same configuration as the processing circuit 29 shown in FIG. 10, and is different in the following points.
【0051】外部マイクノイズ予測モジュール25は、
入力される内部マイク17からの音響信号SIをノイズ
音モデルデータベース30に記憶された内部ノイズモデ
ルと照合して、音響信号SIに含まれるノイズの種類を
解析する。この照合の際に、外部マイクノイズモジュー
ル25はロボット10の動作情報40、即ちロボット1
0の何れの駆動機構のモータがどれだけ駆動したかとい
うモータ動作情報を参照して、音響信号SIに含まれる
ノイズの種類を解析する。The external microphone noise prediction module 25
The input acoustic signal SI from the internal microphone 17 is compared with the internal noise model stored in the noise sound model database 30 to analyze the type of noise included in the acoustic signal SI. At the time of this collation, the external microphone noise module 25 outputs the operation information 40 of the robot 10, that is, the robot 1.
The type of noise included in the audio signal SI is analyzed with reference to motor operation information indicating which motor of which drive mechanism has been driven.
【0052】このような構成の処理回路31によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音モデルデータ
ベース30に記憶された内部ノイズモデル、そしてロボ
ット動作情報40を参照し、内部ノイズモデルを組み合
わせて最も近い音響信号SIを予測し、あるいは逆に音
響信号SIを解析して特徴量を抽出し、この特徴量が何
れの内部ノイズモデルに近いかを、例えば最小二乗法や
判別分析等を使用して計算し、外部マイク16からの音
響信号SOに含まれるノイズの種類を予測する。According to the processing circuit 31 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25
7, the internal noise model stored in the noise sound model database 30 and the robot operation information 40 are referred to, and the internal noise model is combined to predict the closest acoustic signal SI, or vice versa. The signal SI is analyzed to extract a feature amount, which internal noise model is closer to which internal noise model is calculated by using, for example, a least squares method or discriminant analysis, and the like. Predict the type of noise to be included.
【0053】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、予測したノイズの種類に基づいてノイズ音モデ
ルデータベース30の外部ノイズモデルを組み合わせて
ノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイク
16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NIを
減算する。これにより、外部マイク16からの音響信号
SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ発
生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の
音響信号SLまたはSRを出力する。Then, the external microphone noise prediction module 25 predicts the noise signal NI by combining the external noise model of the noise sound model database 30 based on the predicted noise type, and the subtraction circuit 22 outputs the noise signal NI from the external microphone 16. The predicted noise signal NI is subtracted from the acoustic signal SO. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0054】この場合、ノイズ音モデルデータベース3
0は、音響信号SO,SIから抽出したノイズの特徴成
分のみを記憶していることから、そのデータ量が少なく
て済み、データベース全体が小型化され得ると共に、外
部マイクノイズ予測モジュール25による計算量及び計
算時間が低減される。さらに、外部マイクノイズモジュ
ール25は、照合の際に、何れのモータの動作ノイズが
発生しているかを把握することができるので、照合に要
する計算量及び計算時間を短縮することができる。In this case, the noise sound model database 3
0 stores only the noise feature components extracted from the audio signals SO and SI, so that the data amount can be reduced, the entire database can be reduced in size, and the amount of calculation by the external microphone noise prediction module 25 can be reduced. And the calculation time is reduced. Further, since the external microphone noise module 25 can recognize which motor operation noise is occurring at the time of matching, it is possible to reduce the amount of calculation and calculation time required for matching.
【0055】図12はこの発明によるロボット聴覚装置
の第八の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図12において、処理回路32は、図6に示した処
理回路23と同様の構成であるが、以下の点で異なる構
成になっている。FIG. 12 shows a configuration of a processing circuit in an eighth embodiment of the robot hearing device according to the present invention. 12, the processing circuit 32 has the same configuration as the processing circuit 23 shown in FIG. 6, but has a different configuration in the following points.
【0056】ノイズ音記憶データベース24は、外部マ
イク16で集音された音響信号SOについては音響信号
SOを外部ノイズのデータとして記憶していると共に、
内部マイク17で集音された音響信号SIについては、
前記処理回路11のノイズ音モデルデータベース30と
同様にして、前以て単一音源から発生する各ノイズ毎に
音響信号SIから抽出したノイズの特徴、例えば音響信
号SIから抽出されたAttack,FM,AM,Ha
rmonics等の特徴を数値化し、その特徴量を平均
値,分散値等の分布表現を用いて内部ノイズモデルとし
て格納しており、互いに対応する外部ノイズのデータと
内部ノイズモデルがラベリングされて対応付けられてい
る。この場合、外部ノイズのデータは、処理回路23と
同様に、音響信号SOがそのままデータとして記憶され
てもよく、また処理回路26と同様に音響信号SOを正
規化した後、データとして記憶されてもよい。The noise sound storage database 24 stores the sound signal SO for the sound signal SO collected by the external microphone 16 as external noise data.
For the acoustic signal SI collected by the internal microphone 17,
Similar to the noise sound model database 30 of the processing circuit 11, the characteristics of the noise extracted from the audio signal SI for each noise generated from a single sound source in advance, for example, Attack, FM, AM, Ha
Features such as rmonics are digitized, and the features are stored as an internal noise model using a distribution expression such as an average value and a variance value. The corresponding external noise data and the internal noise model are labeled and associated with each other. Have been. In this case, the data of the external noise may be stored as the audio signal SO as it is, as in the processing circuit 23, or may be stored as data after normalizing the audio signal SO as in the processing circuit 26. Is also good.
【0057】このような構成の処理回路32によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音記憶データベ
ース24に記憶された内部ノイズモデルを参照して、内
部ノイズモデルを組み合わせて最も近い音響信号SIを
予測し、あるいは逆に音響信号SIを解析して特徴量を
抽出し、この特徴量が何れの内部ノイズモデルに近いか
を、例えば最小二乗法や判別分析等を使用して計算し、
外部マイク16からの音響信号SOに含まれるノイズの
種類を予測する。According to the processing circuit 32 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25
7, the closest acoustic signal SI is predicted by combining the internal noise models with reference to the internal noise model stored in the noise sound storage database 24 on the basis of the acoustic signal SI from 7 or the acoustic signal SI is analyzed conversely. To extract which feature is closer to which internal noise model, using, for example, a least squares method or discriminant analysis,
The type of noise included in the audio signal SO from the external microphone 16 is predicted.
【0058】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、予測したノイズの種類に基づいて、ノイズ音記
憶データベース24の外部ノイズのデータを組み合わせ
てノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイ
ク16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NI
を減算する。これにより、外部マイク16からの音響信
号SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真
の音響信号SLまたはSRを出力する。Then, the external microphone noise prediction module 25 predicts the noise signal NI by combining the external noise data of the noise sound storage database 24 based on the predicted noise type. Signal NI predicted from acoustic signal SO from
Is subtracted. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0059】この場合、ノイズ音記憶データベース24
は、内部ノイズに関して音響信号SIから抽出したノイ
ズの特徴成分のみを記憶していることから、そのデータ
量が少なくて済み、データベース全体が小型化され得る
と共に、外部マイクノイズ予測モジュール25による計
算量及び計算時間が低減される。In this case, the noise sound storage database 24
Since only the characteristic components of the noise extracted from the acoustic signal SI with respect to the internal noise are stored, the data amount can be reduced, the entire database can be reduced in size, and the amount of calculation by the external microphone noise prediction module 25 can be reduced. And the calculation time is reduced.
【0060】図13はこの発明によるロボット聴覚装置
の第九の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図13において、処理回路33は、図12に示した
処理回路32とほぼ同様の構成であって、以下の点で異
なる構成になっている。FIG. 13 shows the configuration of a processing circuit in a ninth embodiment of the robot hearing device according to the present invention. In FIG. 13, the processing circuit 33 has substantially the same configuration as the processing circuit 32 shown in FIG. 12, and differs in the following points.
【0061】外部マイクノイズ予測モジュール25は、
入力される内部マイク17からの音響信号SIをノイズ
音記憶データベース24に記憶された内部ノイズモデル
と照合して、音響信号SIに含まれるノイズの種類を解
析する。この照合の際に、外部マイクノイズモジュール
25はロボット10の動作情報40、即ちロボット10
の何れの駆動機構のモータがどれだけ駆動したかという
モータ動作情報を参照して音響信号SIに含まれるノイ
ズの種類を解析する。The external microphone noise prediction module 25
The type of the noise included in the acoustic signal SI is analyzed by comparing the input acoustic signal SI from the internal microphone 17 with the internal noise model stored in the noise sound storage database 24. At the time of this collation, the external microphone noise module 25 outputs the operation information 40 of the robot 10, that is, the robot 10
The type of the noise included in the acoustic signal SI is analyzed with reference to the motor operation information indicating which of the driving mechanisms has driven the motor and how much.
【0062】このような構成の処理回路33によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール25が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音記憶データベ
ース24に記憶された内部ノイズモデル、そしてロボッ
ト動作情報40を参照して、内部ノイズモデルを組み合
わせて最も近い音響信号SIを予測し、あるいは逆に音
響信号SIを解析して特徴量を抽出し、この特徴量が何
れの内部ノイズモデルに近いかを、例えば最小二乗法や
判別分析等を使用して計算し、外部マイク16からの音
響信号SOに含まれるノイズの種類を予測する。According to the processing circuit 33 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 25
7, the closest acoustic signal SI is predicted by combining the internal noise model with reference to the internal noise model stored in the noise sound storage database 24 and the robot operation information 40 based on the acoustic signal SI from The acoustic signal SI is analyzed to extract a feature amount, and which internal noise model is close to the feature amount is calculated using, for example, a least squares method or discriminant analysis, and the acoustic signal SO from the external microphone 16 is calculated. Predict the type of noise included in.
【0063】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
25は、予測したノイズの種類に基づいて、ノイズ音記
憶データベース24の外部ノイズのデータを組み合わせ
てノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイ
ク16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NI
を減算する。これにより、外部マイク16からの音響信
号SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真
の音響信号SLまたはSRを出力する。Then, the external microphone noise prediction module 25 predicts the noise signal NI by combining the external noise data of the noise sound storage database 24 based on the predicted noise type. Signal NI predicted from acoustic signal SO from
Is subtracted. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0064】この場合、ノイズ音記憶データベース24
は、内部ノイズに関して音響信号SIから抽出したノイ
ズの特徴成分のみを記憶していることから、そのデータ
量が少なくて済み、データベース全体が小型化され得る
と共に、外部マイクノイズ予測モジュール25による計
算量及び計算時間が低減される。さらに、外部マイクノ
イズモジュール25は、照合の際に何れのモータの動作
ノイズが発生しているかを把握することができるので、
照合に要する計算量及び計算時間を短縮することができ
る。In this case, the noise sound storage database 24
Since only the characteristic components of the noise extracted from the acoustic signal SI with respect to the internal noise are stored, the data amount can be reduced, the entire database can be downsized, and the amount of calculation by the external microphone noise prediction module 25 can be reduced. And the calculation time is reduced. Further, since the external microphone noise module 25 can recognize which motor operation noise is occurring at the time of comparison,
The amount of calculation and the calculation time required for collation can be reduced.
【0065】図14はこの発明によるロボット聴覚装置
の第十の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図14において、処理回路34は、図10に示した
処理回路29とほぼ同様の構成であって、外部マイクノ
イズ予測モジュール25の代わりに、外部マイクノイズ
モジュール35を備えている点で異なる構成になってい
る。FIG. 14 shows a configuration of a processing circuit in a tenth embodiment of the robot hearing device according to the present invention. 14, the processing circuit 34 has substantially the same configuration as the processing circuit 29 shown in FIG. 10, and has a different configuration in that an external microphone noise module 35 is provided instead of the external microphone noise prediction module 25. Has become.
【0066】外部マイクノイズ予測モジュール35は、
外部マイクノイズ予測モジュール25と同様に、入力さ
れる内部マイク17からの音響信号SIをノイズ音モデ
ルデータベース30に記憶された内部ノイズモデルと照
合して、音響信号SIに含まれるノイズの種類を解析す
る。さらに、外部マイクノイズ予測モジュール35は、
解析したノイズの種類がノイズ音モデルデータベース3
0に記憶されている内部ノイズモデルと著しく異なる場
合には、未知のノイズ音の内部ノイズモデルとしてノイ
ズ音モデルデータベース30に格納する。これにより、
未知のノイズ音が学習されることになる。The external microphone noise prediction module 35
Similar to the external microphone noise prediction module 25, the input acoustic signal SI from the internal microphone 17 is compared with the internal noise model stored in the noise sound model database 30 to analyze the type of noise included in the acoustic signal SI. I do. Further, the external microphone noise prediction module 35
The type of noise analyzed is the noise sound model database 3
If the internal noise model is significantly different from the internal noise model stored in 0, it is stored in the noise sound model database 30 as an internal noise model of an unknown noise sound. This allows
An unknown noise sound will be learned.
【0067】このような構成の処理回路34によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール35が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音モデルデータ
ベース30に記憶された内部ノイズモデルを参照して、
内部ノイズモデルを組み合わせて最も近い音響信号SI
を予測し、あるいは逆に音響信号SIを解析して特徴量
を抽出し、この特徴量が何れの内部ノイズモデルに近い
かを、例えば最小二乗法や判別分析等を使用して計算
し、外部マイク16からの音響信号SOに含まれるノイ
ズの種類を予測する。According to the processing circuit 34 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 35
7 with reference to the internal noise model stored in the noise sound model database 30 based on the acoustic signal SI from
Nearest acoustic signal SI by combining internal noise models
Or, conversely, analyze the acoustic signal SI to extract a feature amount, calculate which internal noise model is closer to which internal noise model by using, for example, a least squares method, discriminant analysis, or the like. The type of noise included in the sound signal SO from the microphone 16 is predicted.
【0068】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
35は、予測したノイズの種類に基づいて、ノイズ音モ
デルデータベース30の外部ノイズモデルを組み合わせ
てノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイ
ク16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NI
を減算する。これにより、外部マイク16からの音響信
号SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真
の音響信号SLまたはSRを出力する。Then, the external microphone noise prediction module 35 predicts the noise signal NI by combining the external noise model of the noise sound model database 30 based on the type of the predicted noise, and the subtraction circuit 22 outputs the noise signal NI from the external microphone 16. Noise signal NI predicted from the acoustic signal SO
Is subtracted. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output.
【0069】さらに、外部マイクノイズモジュール35
は、解析されたノイズの種類がノイズ音モデルデータベ
ース30に格納された内部ノイズモデルと著しく異なる
場合には、そのノイズの種類を未知のノイズ音の内部ノ
イズモデルとして学習することによって、ロボットを取
り巻く環境が変化する等によるノイズ音の変化に対応す
ることができる。なお、この場合、学習される新たな内
部ノイズモデルは、所謂教師なしの学習となるので、好
ましくはニューラルネット等の自己組織化を行なう方法
を利用して、同じノイズ音と判断されるノイズモデルを
同一カテゴリに纒めるようにすればよい。この場合、駆
動機構のモータに起因するノイズ音だけでなく、他の要
因によるノイズ音、例えばカバーの擦れた音等のノイズ
音の除去を行なうこともできる。またこの場合、ノイズ
音モデルデータベース30の代わりに、図6,図7,図
12または図13に示すノイズ音記憶データベース24
が使用されてもよい。Further, the external microphone noise module 35
If the type of the analyzed noise is significantly different from the internal noise model stored in the noise sound model database 30, the robot surrounds the robot by learning the type of the noise as an internal noise model of an unknown noise sound. It is possible to cope with a change in noise sound due to a change in environment or the like. In this case, since the new internal noise model to be learned is so-called unsupervised learning, it is preferable to use a method of performing self-organization such as a neural network to use a noise model determined to be the same noise sound. In the same category. In this case, not only noise noise due to the motor of the drive mechanism but also noise noise due to other factors, for example, noise such as a rubbing sound of the cover can be removed. In this case, instead of the noise sound model database 30, the noise sound storage database 24 shown in FIG. 6, FIG. 7, FIG. 12 or FIG.
May be used.
【0070】図15はこの発明によるロボット聴覚装置
の第十一の実施形態における処理回路の構成を示してい
る。図15において、処理回路36は、図14に示した
処理回路34とほぼ同様の構成であって、以下の点で異
なる構成になっている。FIG. 15 shows the configuration of a processing circuit in the eleventh embodiment of the robot hearing device according to the present invention. In FIG. 15, the processing circuit 36 has substantially the same configuration as the processing circuit 34 shown in FIG. 14, and differs in the following points.
【0071】外部マイクノイズ予測モジュール35は、
入力される内部マイク17からの音響信号SIをノイズ
音モデルデータベース30に格納された内部ノイズモデ
ルと照合して、音響信号SIに含まれるノイズの種類を
解析する。この照合の際に、外部マイクノイズモジュー
ル35はロボット10の動作情報40、即ちロボット1
0の何れの駆動機構のモータがどれだけ駆動したかとい
うモータ動作情報を参照して音響信号SIに含まれるノ
イズの種類を解析する。さらに、外部マイクノイズ予測
モジュール35は、解析したノイズの種類が、ノイズ音
モデルデータベース30に記憶されているノイズモデル
と著しく異なる場合には、未知のノイズ音の内部ノイズ
モデルとして、ロボットの動作情報40と関連付けてノ
イズ音モデルデータベース30に格納する。これによ
り、未知のノイズ音が学習されることになる。The external microphone noise prediction module 35
The input acoustic signal SI from the internal microphone 17 is collated with the internal noise model stored in the noise sound model database 30 to analyze the type of noise included in the acoustic signal SI. At the time of this collation, the external microphone noise module 35 outputs the operation information 40 of the robot 10, that is, the robot 1.
The type of noise included in the acoustic signal SI is analyzed with reference to the motor operation information indicating which drive mechanism of which drive mechanism has been driven. Further, when the type of the analyzed noise is significantly different from the noise model stored in the noise sound model database 30, the external microphone noise prediction module 35 sets the robot motion information as an internal noise model of an unknown noise sound. The data is stored in the noise sound model database 30 in association with 40. Thereby, an unknown noise sound is learned.
【0072】このような構成の処理回路36によれば、
外部マイクノイズ予測モジュール35が、内部マイク1
7からの音響信号SIに基づいてノイズ音モデルデータ
ベース30に記憶された内部ノイズモデル、そしてロボ
ット動作情報40を参照して、内部ノイズモデルを組み
合わせて最も近い音響信号SIを予測し、あるいは逆に
音響信号SIを解析して特徴量を抽出し、この特徴量が
何れの内部ノイズモデルに近いかを、例えば最小二乗法
や判別分析等を使用して計算し、外部マイク16からの
音響信号SOに含まれるノイズの種類を予測する。According to the processing circuit 36 having such a configuration,
The external microphone noise prediction module 35
7, the closest acoustic signal SI is predicted by combining the internal noise model with reference to the internal noise model stored in the noise sound model database 30 and the robot operation information 40 based on the acoustic signal SI from The acoustic signal SI is analyzed to extract a feature amount, and which internal noise model is close to the feature amount is calculated using, for example, a least squares method or discriminant analysis, and the acoustic signal SO from the external microphone 16 is calculated. Predict the type of noise included in.
【0073】そして、外部マイクノイズ予測モジュール
35は、予測したノイズの種類に基づいてノイズ音モデ
ルデータベース30の外部ノイズモデルを組み合わせて
ノイズ信号NIを予測し、減算回路22にて外部マイク
16からの音響信号SOから予測したノイズ信号NIを
減算する。これにより、外部マイク16からの音響信号
SOに混入したロボット内部の各駆動機構等のノイズ発
生源からのノイズ信号NOをほぼ完全に除去して、真の
音響信号SLまたはSRを出力する。さらに、外部マイ
クノイズ予測モジュール35は、照合の際に、何れのモ
ータの動作ノイズが発生しているかを把握することがで
きるので、照合に要する計算量及び計算時間を短縮する
ことができると共に、新たな内部ノイズモデルを学習す
るので、ロボットを取り巻く環境が変化する等によるノ
イズ音の変化に対応することができる。Then, the external microphone noise prediction module 35 predicts the noise signal NI by combining the external noise model of the noise sound model database 30 based on the predicted noise type, and the subtraction circuit 22 outputs the noise signal NI from the external microphone 16. The predicted noise signal NI is subtracted from the acoustic signal SO. Thus, the noise signal NO mixed with the sound signal SO from the external microphone 16 from the noise generation source such as each drive mechanism inside the robot is almost completely removed, and the true sound signal SL or SR is output. Further, since the external microphone noise prediction module 35 can recognize which motor operation noise is occurring at the time of matching, it is possible to reduce the amount of calculation and calculation time required for matching, and Since a new internal noise model is learned, it is possible to cope with a change in noise sound due to a change in the environment surrounding the robot.
【0074】上述した実施形態において、人型ロボット
10は、4DOF(自由度)を有するように構成されて
いるが、これに限らず、任意の動作を行なうように構成
されたロボットに本発明によるロボット聴覚装置を組み
込むことも可能である。また、上述した実施形態におい
ては、本発明によるロボット聴覚装置を人型ロボット1
0に組み込んだ場合について説明したが、これに限ら
ず、犬型等の各種動物型ロボットや、その他の形式のロ
ボットに組み込むことも可能であることは明らかであ
る。さらに、上述した実施形態においては、内部マイク
17は一対のマイク17a,17bから構成されている
が、唯一つのマイクであってもよく、また例えばノイズ
発生源毎に設けられた多数のマイクであってもよい。ま
た、外部マイク16についても同様に、唯一つのマイク
であってもよく、三つ以上のマイクから構成されていて
もよいことは明らかである。In the above-described embodiment, the humanoid robot 10 is configured to have 4 DOF (degree of freedom). However, the present invention is not limited to this, and the robot according to the present invention may be configured to perform any operation. It is also possible to incorporate a robot hearing device. In the above-described embodiment, the robot auditory device according to the present invention is connected to the humanoid robot 1.
Although the description has been given of the case where the robot is incorporated in the robot 0, it is apparent that the invention is not limited to this, and that the robot can be incorporated in various animal-type robots such as a dog-type robot and other types of robots. Further, in the above-described embodiment, the internal microphone 17 is constituted by a pair of microphones 17a and 17b, but may be a single microphone, or may be, for example, a large number of microphones provided for each noise source. You may. Similarly, it is clear that the external microphone 16 may be a single microphone, or may be composed of three or more microphones.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
外部マイクが主として外部の目標からの音を集音し、内
部マイクが主としてロボット内部の駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。その際、外部マイクが
集音した音響信号にはロボット内部のノイズ発生源から
のノイズ信号が混入しているが、この混入したノイズ信
号は処理回路における演算処理によって内部マイクが集
音したノイズ信号によりキャンセルされて著しく低減さ
れる。したがって、外部マイクからの音響信号は、ロボ
ット内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズ信号
が著しく低減されることにより、そのS/N比が大幅に
改善され、能動知覚をより一層良好に行なうことができ
る。これにより、本発明によれば、駆動機構等のロボッ
ト内部で発生するノイズに影響されることなく、外部の
目標からの音を集音して能動知覚を行なうことができる
ようにした極めて優れたロボット聴覚装置が提供され
る。As described above, according to the present invention,
The external microphone mainly collects sound from an external target, and the internal microphone mainly collects noise from a noise source such as a drive mechanism inside the robot. At this time, the noise signal from the noise source inside the robot is mixed in the acoustic signal collected by the external microphone, and the mixed noise signal is the noise signal collected by the internal microphone by the arithmetic processing in the processing circuit. And is significantly reduced. Therefore, as for the acoustic signal from the external microphone, the noise signal from the noise source such as the driving mechanism inside the robot is remarkably reduced, so that the S / N ratio is greatly improved, and the active perception is further improved. Can do it. Thus, according to the present invention, it is possible to perform an active perception by collecting sounds from an external target without being affected by noise generated inside the robot such as a driving mechanism. A robot hearing device is provided.
【図1】この発明によるロボット聴覚装置の第一の実施
形態を組み込んだ人型ロボットの外観を示す正面図であ
る。FIG. 1 is a front view showing the appearance of a humanoid robot incorporating a first embodiment of a robot hearing device according to the present invention.
【図2】図1の人型ロボットの側面図である。FIG. 2 is a side view of the humanoid robot of FIG. 1;
【図3】図1の人型ロボットにおける頭部の構成を示す
概略拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view showing a configuration of a head in the humanoid robot of FIG. 1;
【図4】図1の人型ロボットにおけるロボット聴覚装置
の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a robot hearing device in the humanoid robot of FIG. 1;
【図5】図4のロボット聴覚装置における処理回路の構
成を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in the robot hearing device of FIG. 4;
【図6】本発明によるロボット聴覚装置の第二の実施形
態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a second embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図7】本発明によるロボット聴覚装置の第三の実施形
態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a third embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図8】本発明によるロボット聴覚装置の第四の実施形
態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a fourth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図9】本発明によるロボット聴覚装置の第五の実施形
態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a processing circuit in a fifth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図10】本発明によるロボット聴覚装置の第六の実施
形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a sixth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図11】本発明によるロボット聴覚装置の第七の実施
形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a processing circuit in a seventh embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図12】本発明によるロボット聴覚装置の第八の実施
形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in an eighth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図13】本発明によるロボット聴覚装置の第九の実施
形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a ninth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図14】本発明によるロボット聴覚装置の第十の実施
形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in a tenth embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
【図15】本発明によるロボット聴覚装置の第十一の実
施形態における処理回路の構成を示す概略図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of a processing circuit in an eleventh embodiment of the robot hearing device according to the present invention.
10 人型ロボット 11 ベース 12 胴体部 13 頭部 13a 連結部材 14 外装 15 カメラ(ロボット知覚) 16,16a,16b 外部マイク 17,17a,17b 内部マイク 18,19,20,23,26,27,28,29,3
1,32,33,34,35 処理回路 21 フィルタ回路 22 減算回路 24 ノイズ音記憶データベース 25 外部マイクノイズ予測モジュール 30 ノイズ音モデルデータベース10 Humanoid robot 11 Base 12 Body 13 Head 13a Connecting member 14 Exterior 15 Camera (robot perception) 16, 16a, 16b External microphone 17, 17a, 17b Internal microphone 18, 19, 20, 23, 26, 27, 28 , 29,3
1, 32, 33, 34, 35 processing circuit 21 filter circuit 22 subtraction circuit 24 noise sound storage database 25 external microphone noise prediction module 30 noise sound model database
Claims (5)
おいて、 少なくともロボットの一部を覆う防音性の外装と、 上記外装の外側に設けられ、主として外部の音を集音す
る少なくとも一つの外部マイクと、 上記外装の内側に設けられ、主として内部のノイズ発生
源からのノイズを集音する少なくとも一つの内部マイク
と、 上記外部マイク及び内部マイクからの信号に基づいて、
外部マイクからの音響信号から内部のノイズ発生源から
のノイズ信号をキャンセルする処理回路と、を含んでお
り、 上記処理回路が、外部マイクからの音響信号と内部マイ
クからの音響信号を演算処理することにより、外部マイ
クからの音響信号のノイズをキャンセルすることを特徴
とする、ロボット聴覚装置。1. A robot provided with a noise source inside, comprising: a soundproof exterior covering at least a part of the robot; and at least one external microphone provided outside the exterior and mainly collecting external sounds. And at least one internal microphone that is provided inside the exterior and collects noise mainly from an internal noise source, based on signals from the external microphone and the internal microphone,
And a processing circuit for canceling a noise signal from an internal noise source from an audio signal from an external microphone. A robot auditory apparatus characterized by canceling noise of an acoustic signal from an external microphone.
た人型または動物型のロボットにおいて、 少なくともロボットの頭部を覆う防音性の外装と、 上記外装の外側にて両側の耳に対応する両耳位置に設け
られ、主として外部の音を集音する一対の外部マイク
と、 上記外装の内側に設けられた、主として内部のノイズ発
生源からのノイズを集音する少なくとも一つの内部マイ
クと、 上記外部マイク及び内部マイクからの信号に基づいて、
外部マイクからの音響信号から内部のノイズ発生源から
のノイズ信号をキャンセルする処理回路と、を含んでお
り、 上記処理回路が、外部マイクからの音響信号と内部マイ
クからの音響信号を演算処理することにより、外部マイ
クからの音響信号のノイズをキャンセルすることを特徴
とする、ロボット聴覚装置。2. A humanoid or animal type robot provided with a noise generating source such as a drive mechanism therein, wherein a soundproof exterior covering at least the head of the robot and ears on both sides outside the exterior are provided. A pair of external microphones that are provided at both ear positions to collect mainly external sound, and at least one internal microphone that is provided inside the exterior and mainly collects noise from an internal noise source. , Based on the signals from the external microphone and the internal microphone,
And a processing circuit for canceling a noise signal from an internal noise source from an audio signal from an external microphone. A robot auditory apparatus characterized by canceling noise of an acoustic signal from an external microphone.
駆動機構によるノイズを記憶しており、外部マイクから
の音声信号と内部マイクからの音声信号を演算処理する
際に、この記憶したノイズを参照することによりノイズ
キャンセル処理を行なうことを特徴とする、請求項1ま
たは2によるロボット聴覚装置。3. The processing circuit has previously stored noise generated by a driving mechanism inside the robot, and has the stored noise when performing arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from an internal microphone. 3. The robot hearing device according to claim 1, wherein the noise canceling process is performed by referring to.
駆動機構によるノイズから抽出されたノイズ特徴成分を
記憶しており、外部マイクからの音声信号と内部マイク
からの音声信号を演算処理する際に、この記憶したノイ
ズ特徴成分を参照することによりノイズキャンセル処理
を行なうことを特徴とする、請求項1または2によるロ
ボット聴覚装置。4. The processing circuit stores in advance noise characteristic components extracted from noise generated by a driving mechanism inside the robot, and performs arithmetic processing on a voice signal from an external microphone and a voice signal from an internal microphone. 3. The robot hearing device according to claim 1, wherein the noise canceling process is performed by referring to the stored noise feature component.
構によるノイズを学習しながら、外部マイクからの音声
信号と内部マイクからの音声信号を演算処理する際に、
この学習したノイズを参照することによりノイズキャン
セル処理を行なうことを特徴とする、請求項1または2
によるロボット聴覚装置。5. The processing circuit according to claim 1, wherein the arithmetic circuit processes an audio signal from an external microphone and an audio signal from an internal microphone while learning noise caused by a driving mechanism inside the robot.
3. A noise canceling process is performed by referring to the learned noise.
Robotic hearing device.
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|---|---|---|---|
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