CN109151670B - 声音收集装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供能够有效地抑制目标声音以外的声音的声音收集装置。声音收集装置(10)具备多个麦克风元件(20a～20d)。两个麦克风元件间的距离小于距离(D)的有效麦克风对的总数比多个麦克风元件(20a～20d)的总数多。距离(D)由D＝c/2f表示，其中f为从多个麦克风元件(20a～20d)的各个获得的目标声音的频率，c为音速。若将连接构成有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从多个麦克风元件(20a～20d)获得的所有有效麦克风对的θ互不相同。

Description

声音收集装置
技术领域
本公开涉及用于进行波束成形(beam forming)的声音收集(集音)装置。
背景技术
波束成形是如下的技术：使用从多个麦克风(microphone)元件取得的声音(语音)信号，生成强调了目标声音方向的声音的信号。在非专利文献1中，作为使用自适应滤波器的波束成形器的一例，公开了广义旁瓣相消器(GSC：generalized sidelobe canceller)。
现有技术文献
非专利文献1：L.Griffiths and C.W.Jim,“An alternative approach tolinearly constrained adaptive beamforming”,IEEE Trans.Antennas Propagation,vol.AP-30,pp27-34,Jan.1982.
发明内容
发明所要解决的问题
本公开提供能够有效地抑制目标声音以外的声音的声音收集装置。
用于解决问题的技术方案
本公开的一个技术方案涉及的声音收集装置，具备多个麦克风元件，由所述多个麦克风元件所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对(pair)中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比所述多个麦克风元件的总数多，所述距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从所述多个麦克风元件获得的目标声音的频率，c为音速，若将连接构成所述有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对的θ互不相同。
发明效果
本公开的声音收集装置能够有效地抑制目标声音以外的声音。
附图说明
图1是实施方式涉及的声音收集装置的外观立体图。
图2是表示实施方式涉及的声音收集装置的内部结构的一例的示意图。
图3是表示实施方式涉及的声音收集装置的功能构成的框图。
图4是通过主信号、参照信号以及输出信号的灵敏度特性示意性地表示输出信号的计算式的图。
图5是表示俯视图中的多个麦克风元件的配置的图。
图6是示意性地表示在以0°方向作为目标声音方向所生成的参照信号Xr1～Xr6具有相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。
图7是示意性地表示在参照信号Xr1～Xr6具有互不相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。
图8是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第一图。
图9是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第二图。
图10是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第三图。
图11是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第四图。
图12是表示麦克风元件的总数与噪音抑制量的关系的图。
图13是表示从第一有效麦克风对获得的第一参照信号的灵敏度特性以及从第二有效麦克风对获得的第二参照信号的灵敏度特性的第一示意图。
图14是表示从第一有效麦克风对获得的第一参照信号的灵敏度特性以及从第二有效麦克风对获得的第二参照信号的灵敏度特性的第二示意图。
标号说明
10：声音收集装置
20a、20b、20c、20d：麦克风元件
30：信号处理部
31：主信号生成部
31a、31b、31c、31d：延迟器
32a、32b、32c、32d、32e、32f：参照信号生成部
33a、33b、33c、33d、33e、33f：自适应滤波器部
34：减法运算部
35：系数更新部
L1、L2、L3、L4、L5、L6：直线
Xm：主信号(第一信号)
Xr：参照信号
Xr1、Xr2、Xr3、Xr4、Xr5、Xr6：参照信号(第二信号)
Y：输出信号(第三信号)
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式进行说明。以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等仅为一例，并非旨在限定本公开。另外，对于以下的实施方式中的构成要素中的、没有记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素来说明。
另外，各附图为示意图，不一定是严格图示。另外，在各附图中，对于实质上相同的构成，有时会赋予同一标号，并省略或简化重复的说明。
另外，在以下的实施方式中，声音收集装置将从某个方向到来的声音作为主要的输出对象的情况下，将该方向表示为目标声音方向，将该声音表示为目标声音。另外，有时将目标声音以外的声音表示为噪音。
(实施方式)
[声音收集装置的概要]
以下，使用图1以及图2，对实施方式涉及的声音收集装置的概要进行说明。图1是实施方式涉及的声音收集装置的外观立体图。图2是表示实施方式涉及的声音收集装置的内部结构的一例的示意图。
如图1所示，实施方式涉及的声音收集装置10是大致圆盘状的装置。声音收集装置10例如设置在桌子上，用于电话会议等中的声音的取得。如图2所示，声音收集装置10具备多个麦克风元件20a～20d以及信号处理部30。此外，声音收集装置10的形状不限定于大致圆盘状。
信号处理部30使用从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号进行波束成形。信号处理部30的波束成形是在确保了目标声音方向的灵敏度的基础上形成指向性以使噪音成为死角的信号处理。也就是说，根据信号处理部30的波束成形，来自目标声音方向以外的方向的噪音得以抑制。多个麦克风元件20a～20d的各个为无指向性麦克风元件，但通过信号处理部30的波束成形，声音收集装置10在目标声音方向具有高灵敏度。
[声音收集装置的功能构成]
接着，对声音收集装置10的功能构成进行说明。图3是表示实施方式涉及的声音收集装置10的功能构成的框图。如图3所示，声音收集装置10具备多个麦克风元件20a～20d以及信号处理部30。此外，并非必须为声音收集装置10具备信号处理部30，信号处理部30也可以实现为有别于声音收集装置10的装置。
多个麦克风元件20a～20d是用于生成在波束成形中所使用的主信号Xm以及参照信号Xr1～Xr6的麦克风阵列。换言之，作为波束成形器的信号处理部30为了取得声音信号而使用多个麦克风元件20a～20d。多个麦克风元件20a～20d配置在同一平面上。在实施方式中，声音收集装置10具备4个麦克风元件20a～20d，但麦克风元件的总数不特别限定。麦克风元件的总数既可以为偶数、也可以为奇数。声音收集装置10例如也可以具备4个以上的麦克风元件。
信号处理部30是波束成形器。更具体而言，信号处理部30具有与广义旁瓣相消器同样的构成。信号处理部30例如由DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等处理器来实现，但也可以由微型计算机或电路来实现。另外，信号处理部30也可以通过处理器、微型计算机和电路中的2个以上的组合来实现。信号处理部30具备延迟器31a～31d、主信号生成部31、参照信号生成部32a～32f、自适应滤波器部33a～33f、减法运算部34以及系数更新部35。
延迟器31a～31d一对一地对应于从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号。延迟器31a～31d对从多个麦克风元件20a～20d获得的声音信号施加与目标声音方向相应的延迟，并将其作为输出信号输出。
主信号生成部31是第一信号生成部的一例，通过将声音信号进行加法运算来生成主信号Xm，所述声音信号是从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的、且由延迟器31a～31d施加了与目标声音方向相应的延迟的信号。主信号Xm是第一信号的一例。
参照信号生成部32a～32f的各个是第二信号生成部的一例。参照信号生成部32a～32f一对一地对应于由多个麦克风元件20a～20d所包含的任意两个麦克风元件构成的6组麦克风对。一个参照信号生成部通过将声音信号进行减法运算来生成参照信号，所述声音信号是从构成一组麦克风对的麦克风元件的各个获得的、且由延迟器31a～31d施加了与目标声音方向相应的延迟的信号。参照信号Xr1～Xr6的各个是第二信号的一例。
另外，自适应滤波器部33a～33f一对一地对应于参照信号生成部32a～32f。自适应滤波器部33a～33f对由所对应的参照信号生成部32a～32f生成的参照信号应用滤波器系数α1～α6。
例如，参照信号生成部32a通过将由延迟器31a以及31b对从麦克风元件20a以及20b的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31a以及31b的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr1。自适应滤波器部33a对参照信号Xr1应用滤波器系数α1。
同样地，参照信号生成部32b通过将由延迟器31a以及31c对从麦克风元件20a以及20c的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31a以及31c的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr2。自适应滤波器部33b对参照信号Xr2应用滤波器系数α2。
参照信号生成部32c通过将由延迟器31a以及31d对从麦克风元件20a以及20d的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31a以及31d的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr3。自适应滤波器部33c对参照信号Xr3应用滤波器系数α3。
参照信号生成部32d通过将由延迟器31b以及31c对从麦克风元件20b以及20c的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31b以及31c的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr4。自适应滤波器部33d对参照信号Xr4应用滤波器系数α4。
参照信号生成部32e通过将由延迟器31b以及31d对从麦克风元件20b以及20d的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31b以及31d的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr5。自适应滤波器部33e对参照信号Xr5应用滤波器系数α5。
参照信号生成部32f通过将由延迟器31c以及31d对从麦克风元件20c以及20d的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31c以及31d的输出信号)进行减法运算，生成参照信号Xr6。自适应滤波器部33f对参照信号Xr6应用滤波器系数α6。
减法运算部34从所生成的主信号Xm减去应用了滤波器系数α1～α6的参照信号Xr1～Xr6。作为减法运算的结果获得的输出信号Y由如下的式1表示。输出信号Y是第三信号的一例。在式1中，n为麦克风对的数量。也就是说，n为自然数，在声音收集装置10中，n＝6。
Figure BDA0001701138250000061
系数更新部35基于通过减法运算部的减法运算获得的输出信号Y，更新滤波器系数α1～α6。
图4是通过主信号Xm、参照信号Xr以及输出信号Y的灵敏度特性示意性地表示式1的图。此外，参照信号Xr意味着应用了滤波器系数α1～α6的参照信号Xr1～Xr6的合计(α1Xr1+α2Xr2+α3Xr3+α4Xr4+α5Xr5+α6Xr6)。换言之，灵敏度特性是指向性。
如图4所示，主信号Xm在全方向具有高灵敏度。与此相对地，参照信号Xr通过自适应滤波器部33a～33f以及系数更新部35而在目标声音方向具有低灵敏度。因此，通过从主信号Xm减去参照信号Xr所获得的输出信号Y在目标声音方向具有高灵敏度。此外，换言之，目标声音方向是波束方向。
[多个麦克风元件的配置]
在声音收集装置10中，信号处理部30能够变更输出信号Y中的波束方向。例如，声音收集装置10具备触摸面板或者操作按钮等用户接口，信号处理部30基于通过该用户接口受理到的用户的操作来变更波束方向。或者，信号处理部30检测音量等从而自动地变更波束方向。
如此，当信号处理部30进行波束方向可变的波束成形的情况下，在输出信号Y中，不论波束方向为哪种方向，都需要极力降低波束方向以外的方向的灵敏度。于是，在声音收集装置10中，为了确保这种性能而确定了多个麦克风元件20a～20d的配置。
首先，在声音收集装置10中，有效麦克风对的总数比多个麦克风元件20a～20d的总数多。在此，有效麦克风对是由多个麦克风元件20a～20d所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的麦克风对。距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从多个麦克风元件20a～20d获得的目标声音的频率，c为音速。在声音收集装置10中，有效麦克风对的总数为6个，多个麦克风元件的总数为4个。
此外，距离D根据目标声音的频率而不同。例如在目标声音的频率为8kHz的情况下，如果音速c＝34000cm/s，那么距离D为2.125cm。另外，在目标声音的频率为4kHz的情况下，如果音速c＝34000cm/s，那么距离D为4.25cm。
从两个麦克风元件间的距离大于等于距离D的非有效麦克风对算出的参照信号由于会在信号处理中产生混叠成分等原因，因而存在不具有从该非有效麦克风对的配置假设的灵敏度特性的情况。也就是说，从非有效麦克风对算出的参照信号存在具有预想之外的灵敏度特性的情况，会妨碍生成高精度的输出信号Y。在声音收集装置10中，有效麦克风对的总数比多个麦克风元件20a～20d的总数多，由此实现了高精度的输出信号Y的生成。
此外，在声音收集装置10中，从多个麦克风元件20a～20d获得的麦克风对全部为有效麦克风对。也就是说，从多个麦克风元件20a～20d获得的麦克风对的总数与有效麦克风对的总数相等。然而，也可以为从多个麦克风元件20a～20d获得的麦克风对的一部分为有效麦克风对。
另外，在从与配置有多个麦克风元件20a～20d的平面垂直的方向观察该平面而得到的俯视图中，若将连接构成有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则多个麦克风元件20a～20d所包含的所有有效麦克风对的θ互不相同。图5是表示俯视图中的多个麦克风元件20a～20d的配置的图。此外，在图5中表示了坐标轴。在图5的例子中，上述预定直线例如是X轴或者平行于X轴的直线，但也可以是Y轴或者平行于Y轴的直线。预定直线也可以是与X轴以及Y轴两者交叉的直线。任意确定一条预定直线即可。在连接构成有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线平行的情况下，θ为0。
如图5所示，连接构成有效麦克风对的麦克风元件20b以及20d的直线L1与X轴形成的角度为θ1。连接构成有效麦克风对的麦克风元件20b以及20c的直线L2与X轴形成的角度为θ2，连接构成有效麦克风对的麦克风元件20a以及20d的直线L3与X轴形成的角度为θ3。
同样地，连接构成有效麦克风对的麦克风元件20a以及20c的直线L4与X轴形成的角度为θ4。连接构成有效麦克风对的麦克风元件20a以及20b的直线L5与X轴形成的角度为θ5，连接构成有效麦克风对的麦克风元件20c以及20d的直线L6与X轴形成的角度为θ6。
在此，θ1不同于θ2～θ6中的任一方，θ2不同于θ1、θ3～θ6中的任一方。对于θ3～θ6，也是同样的。此外，θ不同，意味着如图5那样基于相同的基准所定义的θ不同。例如在图5中，在θ1与180°-θ6一致的情况下，也判定为θ1与θ6不同。
这种θ的差异成为参照信号中的灵敏度特性的差异。假设若θ1～θ6全部相同，则从6个有效麦克风对获得的参照信号Xr1～Xr6具有类似相同的灵敏度特性。图6是示意性地表示在以0°方向作为目标声音方向所生成的参照信号Xr1～Xr6具有相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。
如图6所示，当设为参照信号Xr1～Xr6分别在目标声音方向的0°方向和180°方向具有低灵敏度(以下也表达为具有死角)时，将参照信号Xr1～Xr6进行加法运算得到的参照信号Xr也在0°方向以及180°方向具有死角。这样，变得难以在输出信号Y中降低180°方向的灵敏度、也就是说抑制180°方向的噪音。
与此相对地，在θ1～θ6全部互不相同的情况下，从6个有效麦克风对获得的参照信号Xr1～Xr6具有不同的灵敏度特性。图7是示意性地表示在参照信号Xr1～Xr6具有互不相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。
如图7所示，在θ1～θ6全部互不相同的情况下，参照信号Xr1～Xr6的各个在不同的方向具有死角。因此，一个参照信号的死角能够由其他参照信号来弥补。也就是说，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
如上所述，声音收集装置10中的多个麦克风元件20a～20d的配置满足两个重要条件即可。一个重要条件是，声音收集装置10所具备的有效麦克风对的总数比声音收集装置10所具备的多个麦克风元件20a～20d的总数多。另一个重要条件是，声音收集装置10所具备的所有有效麦克风对的θ互不相同。
由此，对于一个参照信号的死角，声音收集装置10能够通过其他参照信号来对其进行弥补，因而输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。也就是说，声音收集装置10能够有效地抑制目标声音以外的声音。另外，这种多个麦克风元件20a～20d的配置在声音收集装置10是能够变更目标声音方向的装置、或者声音收集装置10被用于能够变更目标声音方向的系统等情况下尤其有用。
[多个麦克风元件的配置的评价]
参照信号Xr1～Xr6分别所具有的死角最好是分散的。在理想的情况下，参照信号Xr1～Xr6分别所具有的死角最好均等地分散着。为了使死角在参照信号中均等地分散，在声音收集装置10中，设θ1～θ6各相差180°/6＝30°即可。例如设为(θ2、θ3、θ4、θ5、θ6)＝(θ1+30°、θ1+60°、θ1+90°、θ1+120°、θ1+150°)即可。在有效麦克风对的总数为n(n为自然数)个的情况下，n个有效麦克风对为θ各相差180°/n即可。由此，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
在此，作为评价多个麦克风元件的配置的方法，考虑基于有效麦克风对间的θ的差量的评价方法。具体而言，将有效麦克风对以使θ成为降序的方式进行排序，基于相邻的有效麦克风对间的θ的差量，能够评价多个麦克风元件的配置。此时的评价值A例如由以下的式2来表示。式2中的Tk由式3表示，式2中的Tideal由式4表示。
Figure BDA0001701138250000101
rk＝θk-θk+1(1≤k≤n-1)…(式3)
Figure BDA0001701138250000102
评价值A越小越好。也就是说，评价值A越小，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向变得越少，越能够抑制各种方向的噪音。图8～图11是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的图。在图8～图11中，用点在坐标轴上表示了麦克风元件的位置。
在图8以及图9中，多个麦克风元件的总数为3个。如图8所示，3个麦克风元件配置在正三角形的顶点所对应的位置的情况下，评价值A成为0。另外，如图9所示，3个麦克风元件配置成大致直线状的情况下，评价值A变为非常大。
另一方面，在图10以及图11中，多个麦克风元件的总数为8个。在图10的配置中，有效麦克风对中的、θ与其他的所有有效麦克风对都不同的有效麦克风对的总数为14个，评价值A为0.05。在图10的配置中，有效麦克风对的总数成为(多个麦克风元件的总数-1)×2个。在图10的配置中，多个麦克风元件配置在正七边形(七角形)的顶点所对应的位置以及正七边形的中心位置(重心位置)。像这样，多个麦克风元件的配置也可以配置在正N边形(N为奇数)的顶点所对应的位置以及所述正N边形的中心位置。此外，该情况下的正N边形并非意味着严格的正N边形，实质为正N边形即可。
另一方面，在图11的配置中，有效麦克风对中的、θ与其他的所有有效麦克风对都不同的有效麦克风对的总数为12个，评价值A为5.85。在图11的配置中，有效麦克风对的总数变为少于(多个麦克风元件的总数-1)×2个。
如上所述，有效麦克风对的总数也可以小于等于(多个麦克风元件的总数-1)×2个。
[麦克风元件的总数]
声音收集装置10具备4个麦克风元件20a～20d，但声音收集装置10所具备的麦克风元件的总数不特别加以限定。声音收集装置10例如也可以具备6个以上的麦克风元件。图12是表示麦克风元件的总数与噪音抑制量的关系的图。此外，图12表示了沿圆周将麦克风元件等间隔地配置并由信号处理部30那样的广义旁瓣相消器进行信号处理的情况下的噪音抑制量。
如图12所示，麦克风元件的总数增加时，噪音抑制量随之增加。在此，麦克风元件的总数变为6个以上时，噪音抑制量的增加量倾向于大幅减小。因此，认为只要声音收集装置10具备6个以上的麦克风元件就能够获得足够的噪音抑制量。
此外，在声学技术领域中，多为立体声系统等使用偶数个扬声器或者麦克风元件的设备。因此，只要声音收集装置10所具备的麦克风元件的总数为偶数个，则能获得易于取得与其他硬件的匹配(整合)的效果。
[参照信号的死角范围]
从多个麦克风元件20a～20d获得的所有有效麦克风对也可以配置为使得从该有效麦克风对获得的参照信号的死角范围相互不重叠。以下，对参照信号的死角范围进行说明。图13以及图14是表示从第一有效麦克风对获得的第一参照信号的灵敏度特性以及从第二有效麦克风对获得的第二参照信号的灵敏度特性的示意图。此外，第一有效麦克风对以及第二有效麦克风对的各个是从多个麦克风元件20a～20d获得的有效麦克风对。
第一死角范围R1例如是在第一参照信号的灵敏度特性中灵敏度变为-60dB以下的角度范围。第二死角范围R2例如是在第二参照信号的灵敏度特性中灵敏度变为-60dB以下的角度范围。此外，死角范围是在参照信号的灵敏度特性中灵敏度变为预定值以下的范围即可，-60dB是预定值的一例。
在此，图13表示了第一死角范围R1以及第二死角范围R2出现重叠的情况，图14表示了第一死角范围R1以及第二死角范围R2没有重叠的情况。如图14所示，只要第一死角范围R1以及第二死角范围R2不重叠，则输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
在构成对象麦克风对的两个麦克风元件的麦克风间的距离为2.125cm的情况下，死角范围是以灵敏度变为最小的角度作为中心的±0.05°的范围。此外，在第一参照信号的灵敏度特性中灵敏度变为最小的角度与在第二参照信号的灵敏度特性中灵敏度变为最小的角度之差等于第一有效麦克风对的θ与第二有效麦克风对的θ的差量。因此，第一死角范围R1与第二死角范围R2不重叠相当于第一有效麦克风对的θ与第二有效麦克风对的θ至少相差0.1°以上。
如此，在声音收集装置10中，从多个麦克风元件20a～20d获得的所有有效麦克风对也可以为死角范围相互不重叠。死角范围是在从有效麦克风对获得的第二信号的灵敏度特性中灵敏度变为预定值以下的角度范围。由此，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
[效果等]
如上所述，声音收集装置10具备多个麦克风元件20a～20d。由多个麦克风元件20a～20d所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比多个麦克风元件20a～20d的总数多。
距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从多个麦克风元件20a～20d获得的目标声音的频率，c为音速。若将连接构成有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从多个麦克风元件20a～20d获得的所有有效麦克风对的θ互不相同。
由此，对于一个参照信号的死角，声音收集装置10能够用其他参照信号来对其进行弥补，因而能够抑制各种方向的噪音。也就是说，声音收集装置10能够有效地抑制目标声音以外的声音。
另外，例如多个麦克风元件20a～20d的总数为偶数。
由此，能获得易于取得与其他硬件的匹配的效果。
另外，例如多个麦克风元件20a～20d的总数为6个以上。
由此，能够获得足够的噪音抑制量。
另外，例如将有效麦克风对的总数设为n(n为自然数)，则多个麦克风元件20a～20d所包含的所有有效麦克风对的θ各相差180/n[°]。
由此，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
另外，例如从多个麦克风元件20a～20d获得的所有有效麦克风对在从该有效麦克风对获得的第二信号的灵敏度特性中灵敏度变为预定值以下的角度范围内相互不重叠。
由此，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，能够抑制各种方向的噪音。
另外，例如从多个麦克风元件20a～20d获得的麦克风对的总数与有效麦克风对的总数相等。
由此，所有麦克风对作为有效麦克风对而发挥功能，因而声音收集装置10能够有效地抑制目标声音以外的声音。
另外，例如多个麦克风元件配置在正N边形(N为奇数)的顶点所对应的位置以及所述正N边形的中心位置。
如此，只要以一个麦克风元件为中心、多个麦克风元件在其周围配置为正N边形(N为奇数)，那么如上述图10所示，基于(式2)算出的评价值A成为小的值。也就是说，参照信号中的死角以接近于均等的状态分散。因此，输出信号Y中无法降低灵敏度的方向减少，声音收集装置10能够抑制各种方向的噪音。
另外，例如声音收集装置10还具备：延迟部31a～31d，其对从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号施加延迟；主信号生成部31，其通过将延迟部31a～31d的输出信号进行加法运算来生成主信号Xm；参照信号生成部32a～32f，其通过将延迟部31a～31d的输出信号中的、与构成有效麦克风对的两个麦克风元件对应的输出信号进行减法运算，生成参照信号Xr1～Xr6；自适应滤波器部33a～33f，其对参照信号Xr1～Xr6应用滤波器系数；减法运算部34，其从所生成的主信号Xm减去应用了滤波器系数的参照信号Xr1～Xr6；以及系数更新部35，其基于通过减法运算部34的减法运算所获得的输出信号Y，更新所滤波器系数。
延迟器31a～31d是延迟部的一例。主信号Xm是第一信号的一例，是将由延迟器31a～31d对从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31a～31d的输出信号)进行了加法运算的信号。参照信号Xr1～Xr6是第二信号的一例，是将由延迟器31a～31d对从构成有效麦克风对的两个麦克风元件的各个获得的声音信号施加了与目标声音方向相应的延迟而得到的声音信号(延迟器31a～31d的输出信号)进行了减法运算的信号。主信号生成部31是第一信号生成部的一例，参照信号生成部32a～32f的各个是第二信号生成部的一例，输出信号Y是第三信号的一例。
由此，声音收集装置10能够基于从多个麦克风元件20a～20d获得的声音信号进行波束成形。
(其他实施方式)
以上，对实施方式进行了说明，但本公开不限定于这样的实施方式。
例如，上述实施方式中所说明的声音收集装置的形状等为一例，声音收集装置也可以是长方体状等其他形状。
另外，上述实施方式涉及的信号处理部的构成是一例。信号处理部例如也可以包括D/A变换器、低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、功率放大器或A/D变换器等构成要素。另外，信号处理部所执行的信号处理例如是数字信号处理，但也可以为一部分是模拟信号处理。
另外，在上述实施方式中，信号处理部也可以通过由专用的硬件构成或执行适合于信号处理部的软件程序来实现。信号处理部也可以通过CPU或处理器等程序执行部读取并执行硬盘或半导体存储器等记录介质所记录的软件程序来实现。
另外，信号处理部也可以是电路(或者集成电路)。这些电路既可以作为整体构成一个电路，也可以分别是不同的电路。另外，这些电路分别既可以是通用的电路，也可以是专用的电路。
除此之外，对上述实施方式实施本领域技术人员能想到的各种变形而得到的方式以及在不脱离本公开主旨的范围内通过对上述实施方式中说明的构成要素以及功能进行任意组合而实现的方式也包含在本公开中。
例如，本公开也可以实现为包括上述实施方式的声音收集装置的系统。另外，本公开也可以实现为评价方法，该评价方法是由计算机执行的方法，是基于上述式2～4的多个麦克风元件的配置的评价方法。
产业上的可利用性
本公开的声音收集装置作为在电话会议系统等中使用的声音收集装置是有用的。

Claims (5)

1.一种声音收集装置，
具备：
多个麦克风元件；
延迟部，其对从所述多个麦克风元件的各个获得的声音信号施加延迟；
第一信号生成部，其通过将所述延迟部的输出信号进行加法运算，生成第一信号；
第二信号生成部，其通过将所述延迟部的输出信号中的、与构成有效麦克风对的两个麦克风元件对应的所述输出信号进行减法运算，生成第二信号；
自适应滤波器部，其对所述第二信号应用滤波器系数；
减法运算部，其从所生成的所述第一信号减去应用了所述滤波器系数的所述第二信号；以及
系数更新部，其基于通过所述减法运算部的减法运算所获得的第三信号，更新所述滤波器系数，
由所述多个麦克风元件所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比所述多个麦克风元件的总数多，
所述距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从所述多个麦克风元件获得的目标声音的频率，c为音速，
若将连接构成所述有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对的θ互不相同。
2.根据权利要求1所述的声音收集装置，
所述多个麦克风元件的总数为偶数。
3.根据权利要求1或2所述的声音收集装置，
所述多个麦克风元件的总数为6个以上。
4.根据权利要求1或2所述的声音收集装置，
从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对在从该有效麦克风对获得的信号的灵敏度特性变为预定值以下的角度范围内相互不重叠。
5.根据权利要求1或2所述的声音收集装置，
所述多个麦克风元件配置于正N边形的顶点所对应的位置以及所述正N边形的中心位置，其中，N为奇数。
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