JP2000165983A - マイクロフォンの感度の制御のための方法 - Google Patents

マイクロフォンの感度の制御のための方法

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JP2000165983A
JP2000165983A JP11334675A JP33467599A JP2000165983A JP 2000165983 A JP2000165983 A JP 2000165983A JP 11334675 A JP11334675 A JP 11334675A JP 33467599 A JP33467599 A JP 33467599A JP 2000165983 A JP2000165983 A JP 2000165983A
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microphone
sound source
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camera
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Andreas Buecher
ビューヒャー アンドレアス
Wolfgang Baierl
バイアール ウォルフガング
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音源の位置の変化にかかわらず常に安定した
感度の設定が可能となる方法を提供すること。 【解決手段】 音源のビデオデータをカメラによって記
録し、その際カメラは少なくとも１つのマイクロフォン
に対して相対的に予め設定された位置に配置し、記録さ
れたビデオデータに依存して、および/またはカメラの
レンズの集束設定調整情報に依存して、前記音源の位置
を少なくとも１つのマイクロフォンに対して相対的に求
め、この求められた位置に依存して、少なくとも１つの
マイクロフォンの感度を設定調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
マイクロフォンの感度の制御のための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願 DE 197 41 5
96 明細書からは、感度の最適な追従制御が有効音源の
位置に依存して行われる方法が公知である。この場合の
感度の制御は、受信した音響信号の評価によって実施さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
方式の欠点に鑑みそれを解消すべく改善を行うことであ
り、詳細には少なくとも１つのマイクロフォンの感度の
最適な調整を音源の移動にも係わらずに常に安定して求
めることのできる方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、音源、例えば発声源のビデオデータをカメラによっ
て記録し、その際カメラは少なくとも１つのマイクロフ
ォンに対して相対的に予め設定された位置に配置されて
おり、記録されたビデオデータに依存して、および/ま
たはカメラのレンズの集束設定調整情報に依存して、前
記音源の位置を少なくとも１つのマイクロフォンに対し
て相対的に求め、この求められた位置に依存して、少な
くとも１つのマイクロフォンの感度を設定調整するよう
にして解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明によれば、少なくとも１つ
のマイクロフォンの感度の、音源位置への非常に正確な
適合化ないしマッチングが、ビデオ装置のカメラや既存
の構成要素に対する著しい付加的コストを必要とするこ
となく実現できる。これによりカメラの機能性も高めら
れる。この場合の少なくとも１つのマイクロフォンは、
ビデオ装置内蔵のマイクロフォンであってもよい。ビデ
オ会議において話合いの参加者が、ビデオフォン装置の
少なくとも１つのマイクロフォンに正確に話かけるため
にも、カメラを直視し続けることは容易ではない。例え
ばビデオ会議における話合い参加者が自身のパーソナル
コンピュータを操作したり手元を見ている場合には、そ
の参加者の本来の会話方向はマイクロフォンまでの直線
コースからしばしば他方へ流れる。その際には、周辺か
らのノイズも共に伝送される。請求項１に記載の本発明
による方法によれば、少なくとも１つのマイクロフォン
の感度を本当の会話方向ないし音源方向にマッチングさ
せることができ、とりわけこれはビデオデータの評価お
よび/またはレンズの集束調整情報の評価による規定の
後で行われる。その際、周辺からのノイズも少なくとも
部分的に抑圧される。
【０００６】本発明の別の有利な実施例は、従属請求項
に記載されている。
【０００７】特に有利には、第１の設定レベルで音源か
ら少なくとも１つのマイクロフォン方向に発せられる音
響信号が少なくとも１つのマイクロフォンによって第２
の設定レベルで受信されるように、前記少なくとも１つ
のマイクロフォンの感度が設定される。これにより、音
源から少なくとも１つのマイクロフォンまでの距離に依
存することなく、音源の音響信号が実質的に同じボリュ
ームで少なくとも１つのマイクロフォンによって受信さ
れる。それにより、例えばビデオフォン装置の受信機の
音声再生ユニットでのボリュームが、カメラの前にある
音源としての会話パートナーの位置やその発声方向の向
きにかかわらず、実質的に常に一定となる。
【０００８】さらに有利には、第２の設定レベルが、音
源の基準位置に依存して少なくとも１つのマイクロフォ
ンに対して相対的に定められる。これにより、少なくと
も１つのマイクロフォンの感度が、音源の所在位置に依
存することなく音源の基準位置に基づいて第２の設定レ
ベルにマッチング可能である。その際音源の位置がその
基準位置に対して相対的に求められ、感度が相応に制御
される。
【０００９】音源の位置を少なくとも１つのマイクロフ
ォンに対して相対的に求める特に有利な手段によれば、
少なくとも１つのマイクロフォンと音源との間隔が前記
レンズの集束設定調整情報に依存して求められる。この
手段には最小のコストしかかからない。
【００１０】音源の正確な位置の算出は有利には、前記
音源の位置が、記録されたビデオデータに基づいて、順
次連続する画像の中から前記音源の少なくとも１つの設
定された画像部分の追跡によって求められる。１つの画
像部分のみの追跡によって、ビデオデータの評価の際の
メモリスペースが節約され、評価の速度も高められる。
【００１１】特に有利には、前記少なくとも１つのマイ
クロフォンの指向性が音源の求められた位置にマッチン
グされる。これにより、マイクロフォン周辺からの障害
ノイズの受信が抑圧される。
【００１２】また有利には、前記音源の音響信号が２つ
のマイクロフォンによって受信され、前記音源の移動の
もとで、音源と第１のマイクロフォンとの間隔は低減
し、音源と第２のマイクロフォンとの間隔は増加する場
合に、第２のマイクロフォンの感度が低減され、第１の
マイクロフォンの感度は、第１の設定レベルで音源から
第１のマイクロフォンの方向に発せられる音響信号が当
該第１のマイクロフォンによって実質的に第２の設定レ
ベルで受信されるように設定される。これによって、２
つのマイクロフォンにおける音響信号の受信の際の周辺
環境からの障害ノイズの著しい抑圧が可能となる。なぜ
なら２つのマイクロフォンの感度の種々異なる設定によ
って、音源の算出すべき位置にマッチングした指向特性
が得られるからである。その他にも音源の位置に依存す
ることなく、音響信号が実質的に一定のボリュームでマ
イクロフォンによって受信されるように作用し、そのた
めビデオフォン装置の受信機における音声再生の際のボ
リュームが実質的に一定となる。
【００１３】
【実施例】次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳
細に説明する。
【００１４】図１には符号１０で、人間の発声器官の形
態で構成された発声源が音源として示されている。この
場合図１にはビデオフォン装置９０のユーザーの頭部４
０が示されている。このビデオフォン装置９０は、カメ
ラ１５と第１のマイクロフォン１を含んでいる。このカ
メラ１５は、第１のマイクロフォン１と相対的に予め設
定された位置に配置されており、この第１のマイクロフ
ォン１に対して第１の間隔８０を有している。ユーザー
の頭部４０は、カメラ１５のレンズ２０によって撮影さ
れる。この場合音源１０を有する頭部４０のビデオデー
タがカメラ１５によって記録される。音源１０からは音
響波の形態の音声信号が第１のマイクロフォン１の方向
に発せられる。これとは反対に、第１のマイクロフォン
１は第１の指向性３０を有しており、これは音響波９５
の方向に配向されている。
【００１５】図２には、図１による装置のブロック回路
図が示されている。この場合同じ構成要素には同じ符号
が付されている。カメラ１５には一方では画像処理ユニ
ット４５を介し、他方では集束ユニット５０を介して制
御部５５が接続されている。この制御部５５は、第１の
マイクロフォン１に受信される音響信号のレベルを設定
し第１のオーディオ出力側７０に供給する、第１のレベ
ル設定調整器６０を制御している。
【００１６】ここで図５のフローチャートに基づいて本
発明による方法の流れを説明する。第１のステップ１０
０では、ビデオフォン９０の活動化のもとで、音源を有
する頭部４０の基準位置が監視される画像範囲１２０に
おいて、カメラ１５のレンズ２０によって検出される。
さらにビデオフォン９０のユーザーが、第２の設定レベ
ルを音源１０の当該基準位置に対する音量レベルとして
制御部５５に例えば図２には示されていない入力ユニッ
トを用いて設定する。それにより、第１の間隔８０に亘
って第２の設定レベルが音源１０の基準位置に依存して
第１のマイクロフォン１と相対的に決定される。
【００１７】ビデオフォン装置９０が作動中の場合に
は、音源１０のビデオデータがカメラ１５によって有利
にはデジタル方式で記録される。この場合は第２のステ
ップにおいて音源１０の位置が、記録されたビデオデー
タをもとに順次連続する画像の中で音源１０の少なくと
も１つの予め設定された画像部分２５の追跡によって求
められる。この過程は図３に示されている。図３のａに
は基準位置における画像範囲１２０の中の頭部４０が示
されている。この場合画像部分２５として例えば頭部４
０の口が音源１０の箇所として設定される。図３のｂに
よれば、頭部４０は予め設定された画像部分２５と共に
画像範囲１２０の中で、実線で示されている第１の位置
から矢印方向の破線で示されている第２の位置へ移動し
ている。この場合画像部分２５の追跡は、画像処理ユニ
ット４５を用いて行われる。さらに第２のステップにお
いて、この画像処理ユニット４５により、カメラ１５も
しくは第１のマイクロフォン１と音源１０との目下の相
対間隔がステップ１００のもとで検出された基準位置に
関して求められ得る。その際画像処理ユニット４５は、
目下の音源１０の位置における画像部分２５の例えば面
積または体積、容積などの特性量を、基準位置における
画像部分２５の特性量と比較する。この相対間隔の計算
は、目下の位置における画像範囲１２０内の頭部４０の
特性量ないしは音源１０のその他の特徴的画像部分の特
性量と、基準位置における頭部４０の特性量との比較に
よって行われる。選択的にまたは付加的に、音源１０の
基準位置に関するカメラ１５ないしマイクロフォン１と
音源１０との相対間隔が、第３のステップ１１０におい
て集束ユニット５０において、目下の位置における画像
部分２５の集束に対するレンズ２０の集束設定情報と、
基準位置における画像部分２５の集束に対するレンズ２
０の集束設定情報との比較によって求められ得る。基準
位置における画像部分２５または頭部４０の特性量およ
び/または基準位置における画像部分２５の集束に対す
るレンズ２０の集束設定データは、データの形態でビデ
オフォン装置９０の図２には示されていないメモリにフ
ァイルされてもよい。
【００１８】第４のステップ１１５において制御ユニッ
ト５５により、第１のマイクロフォン１の感度が、画像
部分２５の基準位置に関する求められた目下の画像部分
２５の位置に依存して第１のレベル設定調整器６０にお
いて設定される。この場合第２のステップ１０５および
/または第３のステップ１１０において求められた結果
が利用される。その際第１のマイクロフォン１の感度は
第４のステップ１１５において制御ユニット５により第
１のレベル設定調整器６０において次のように設定され
る。すなわち、第１の設定レベルで音源１０から第１の
マイクロフォン１の方向に発せられた音響信号が第２の
設定レベルで第１のマイクロフォン１によって受信され
るように設定される。それにより、音源１０と第１のマ
イクロフォン１との間隔に依存することなく、第１のオ
ーディオ出力側７０から均質なボリュームの音声信号
が、図２には示されていない再生ユニットへ送出される
ようになる。この再生ユニットでは実質的に一定のボリ
ュームで音声信号が再生可能となる。図３ｂによる画像
部分２５の位置が画像範囲１２０内で変化した場合に
は、制御ユニット５５は第４のステップにおいて第１の
マイクロフォン１の感度を第１のレベル設定調整器６０
を用いた第１の指向性３０の変更によって制御してもよ
い。図４には、画像部分２５を伴う頭部４０のシフトに
対する第１のマイクロフォン１の第１の指向性３０の相
応の変化が示されている。この場合第１の指向性３０
は、音源１０の方向へ配向された、音源１０の移動に応
じて回転する擂り粉木状の形態を有している。
【００１９】第１のマイクロフォン１の第１の指向性３
０の、音源１０のそのつどの位置へのマッチングによっ
て、音源１０周辺の障害的なノイズが著しく抑圧され
る。
【００２０】指向性の変更は、複数のマイクロフォンを
使用することによっても達成可能である。図６にはそれ
に対する例として、第１のマイクロフォン１と第２のマ
イクロフォン５を有するビデオフォン装置９０が示され
ている。この場合これらの２つのマイクロフォン１,５
はカメラ１５に対して相対的な予め設定された位置に配
置されている。この図６でも同じ構成要素には同じ符号
が用いられている。ここでも第１のマイクロフォン１は
カメラ１５から第１の間隔８０にて固定的に配置されて
いる。第２のマイクロフォン５はカメラ１５から第２の
間隔８５にて固定的に配置されている。第１のマイクロ
フォン１は第１の指向性３０を有しており、第２のマイ
クロフォン５は第２の指向性３５を有している。
【００２１】図７には図６による装置に対するブロック
回路図が示されている。この図７でも同じ構成要素には
同じ参照符号が用いられている。この図７によるブロッ
ク回路図は、図２によるブロック回路図に相応してお
り、この場合図７によるブロック回路図には、さらに付
加的に、第２のマイクロフォン５の感度の制御と、第２
のオーディオ出力側７５からの相応の音量レベルの設定
調整のための第２のレベル設定調整器６５の制御が加わ
る。その他に図７では集束ユニット５０が破線で示され
ているが、これは前述したように任意に設けることがで
きることを表している。
【００２２】マイクロフォンの感度の制御は、前述した
４つのステップ１００,１０５,１１０,１１５によって
行われる。図７による実施形態の、図２による実施形態
との違いは、音源１０の音響信号が２つのマイクロフォ
ン１と５によって受信されることである。そのため音源
１０の移動の際、例えば音源１０と第１のマイクロフォ
ン１との間隔は低減し第２のマイクロフォン５と音源１
０との間隔が増加する移動の際には、第２のマイクロフ
ォン５の感度が第４のステップ１１５において低減さ
れ、第１のマイクロフォン１の感度は次のように設定さ
れる。すなわち第１の設定レベルで音源１０から第１の
マイクロフォン１方向へ発せられる音響信号が第１のマ
イクロフォン１から実質的に第２の設定レベルで受信さ
れるように設定される。それにより、制御部５５による
第１のレベル設定調整器６０と第２のレベル設定調整器
６５における異なるマイクロフォン感度の設定の際に、
共通の重畳された指向性が得られる。これは図４に示し
た指向性に類似しており、そのためこれらの２つのマイ
クロフォン１,５の重畳された指向性がそのつどの求め
られた音源１０位置にマッチングされ、音源１０の周辺
からの障害的な相応のノイズが著しく抑圧される。その
際これらの２つのマイクロフォン１,５は指向性マイク
ロフォンである必要はない。その他に図７に示されてい
る装置によれば次のことが保証される。すなわち音源１
０の位置にかかわらず、換言すれば２つのマイクロフォ
ン１,５と音源１０との間隔に依存することなく、２つ
のオーディオ出力側７０,７５からの重畳された出力信
号が実質的に一定のボリュームでの再生を可能にするこ
とが保証される。それに対して、音源１０が第１のマイ
クロフォン１への移動の際に第１のレベル設定調整器６
０の相応の設定調整によってこの第１のマイクロフォン
１の感度を低減させることを必要にさせることもでき
る。
【００２３】音源１０の音響信号録音のためのビデオフ
ォン装置９０のマイクロフォンの数が増えれば増えるほ
ど、使用されるこれらのマイクロフォンのより細分化さ
れたそのつどの音源位置に強化的にマッチングされ重畳
された指向特性が実現され得る。それにより音源１０の
周辺からの障害的なノイズが益々良好に抑圧され、使用
されているマイクロフォンに対応するオーディオ出力側
からの重畳された音声再生が常に均質なボリュームで、
音源１０のそのつどの位置に依存することなく可能とな
る。
【００２４】オーディオ出力側から送出されるオーディ
オ信号のさらなる処理は、アナログで行われてもデジタ
ルで行われてもよい。またカメラ１５としてデジタルカ
メラが用いられてもよいし、画像処理ユニット４５での
相応の画像処理が可能なその他のカメラが用いられても
よい。この場合はアナログ方式のカメラ１５によって記
録されたアナログビデオデータが画像処理ユニット４５
におけるその後続処理の前に例えばアナログ/デジタル
変換器によってデジタル化されてもよい。
【００２５】音源１０のそのつどの目下の位置の算出に
対する前提条件の１つとして特に音源１０が迅速に移動
する場合には、十分に広い画像範囲１２０とカメラ１５
の位置付けが次のように決定される。すなわち音源１０
がその基準位置において可及的に当該画像範囲１２０の
中心に配置されるように決定される。最も簡単なケース
では、監視される画像範囲１２０が一定に維持される。
【００２６】図２によるオーディオ出力側７０からのオ
ーディオ信号ないしは図７によるオーディオ出力側７
０,７５からの重畳されたオーディオ信号は、例えばビ
デオフォン装置９０の音声再生のためのスピーカなどの
再生ユニットに供給されてもよいし、通信ネットワーク
のさらなる加入者へ伝送するために通信ネットワークに
供給されてもよい。
【００２７】ビデオフォン装置に基づいて説明してきた
本発明の方法は、本発明がビデオフォン装置への適用に
限定されることを意味するものではない。それどころか
本発明は、音源の位置に依存して少なくとも１つのマイ
クロフォンの感度が設定されるいずれのものにおいても
適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】音声源とマイクロフォンとカメラの配置構成を
示した図である。
【図２】図１による装置のブロック回路図である。
【図３】画像評価を説明するための図である。
【図４】指向性を備えたマイクロフォンを示した図であ
る。
【図５】本発明による方法のフローチャートを示した図
である。
【図６】音声源と２つのマイクロフォンとカメラからな
る配置構成を示した図である。
【図７】図６による装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
１ 第１のマイクロフォン ５ 第２のマイクロフォン １０ 音源 １５ カメラ ２０ レンズ ３０ 第１の指向性 ３５ 第２の指向性 ４０ 頭部 ４５ 画像処理ユニット ５０ 集束ユニット ５５ 制御ユニット ６０ 第１のレベル設定調整器 ６５ 第２のレベル設定調整器 ７０ 第１のオーディオ出力側 ７５ 第２のオーディオ出力側 ９０ ビデオフォン装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス ビューヒャー ドイツ連邦共和国 オステローデ フリー ドリッヒ−エーベルト−シュトラーセ 144 (72)発明者 ウォルフガング バイアール ドイツ連邦共和国 レムスハルデン イナ −ザイデル−シュトラーセ ９

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのマイクロフォン（１,
    ５）の感度の制御のための方法において、 音源（１０）、例えば発声源のビデオデータをカメラ
    （１５）によって記録し、その際カメラ（１５）は少な
    くとも１つのマイクロフォン（１,５）に対して相対的
    に予め設定された位置に配置されており、 記録されたビデオデータに依存して、および/またはカ
    メラ（１５）のレンズ（２０）の集束設定調整情報に依
    存して、前記音源（１０）の位置を少なくとも１つのマ
    イクロフォン（１,５）に対して相対的に求め、 この求められた位置に依存して、少なくとも１つのマイ
    クロフォン（１.５）の感度を設定調整することを特徴
    とする、マイクロフォンの感度の制御のための方法。
  2. 【請求項２】 第１の設定レベルで音源（１０）から少
    なくとも１つのマイクロフォン（１,５）方向に発せら
    れる音響信号が少なくとも１つのマイクロフォン（１,
    ５）によって第２の設定レベルで受信されるように、前
    記少なくとも１つのマイクロフォン（１,５）の感度が
    設定される、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 第２の設定レベルが、音源（１０）の基
    準位置に依存して少なくとも１つのマイクロフォン
    （１,５）に対して相対的に定められる、請求項２記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも１つのマイクロフォン（１,
    ５）と音源（１０）との間隔が前記レンズ（２０）の集
    束設定調整情報に依存して求められる、請求項１〜３い
    ずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記音源（１０）の位置が、記録された
    ビデオデータに基づいて、順次連続する画像の中から前
    記音源（１０）の少なくとも１つの設定された画像部分
    （２５）の追跡によって求められる、請求項１〜４いず
    れか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つのマイクロフォン
    （１,５）と音源（１０）の間隔が、少なくとも１つの
    画像部分（２５）の追跡から、その特性量、例えば当該
    画像部分の面積、容積、体積などに依存して求められ
    る、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも１つのマイクロフォン
    （１,５）の指向性（３０,３５）が音源（１０）の求め
    られた位置にマッチングされる、請求項１〜６いずれか
    １項記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記音源（１０）の音響信号が２つのマ
    イクロフォン（１,５）によって受信され、前記音源
    （１０）の移動のもとで、音源（１０）と第１のマイク
    ロフォン（１）との間隔は低減し、音源（１０）と第２
    のマイクロフォン（５）との間隔は増加する場合に、第
    ２のマイクロフォン（５）の感度を低減し、第１のマイ
    クロフォン（１）の感度は、第１の設定レベルで音源
    （１０）から第１のマイクロフォン（１）の方向に発せ
    られる音響信号が当該第１のマイクロフォン（１）によ
    って実質的に第２の設定レベルで受信されるように設定
    する、請求項１〜７いずれか１項記載の方法。
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