JP2002159086A - マイクロフォン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロフォンの故障時において、正常なマイ
クロフォンがあるにもかかわらず音声検出器として機能
しなくなってしまうといった不都合を確実に解消するこ
とができるマイクロフォン装置を提供する。 【解決手段】信号処理部３は、正常マイク選定処理部１
１、遅延処理部１２ａ〜１２ｄ及び加算処理部１３を備
えている。そして、各マイクロフォン２ａ〜２ｄによっ
て検出した音声信号は、まず正常マイク選定処理部１１
によって処理される。この正常マイク選定処理部１１
は、故障診断処理部４からの出力信号に基づいて、正常
と診断されたマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出し
た音声信号のみを出力する。続いてそれらの音声信号
は、加算処理部１３によって加算処理された後に出力さ
れる。これにより、信号処理部３からは、ノイズが除去
された処理信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のマイクロフ
ォンによって構成されたマイクロフォンアレイを備えた
マイクロフォン装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定の方向からの音声のみを検出
する音声検出器として、複数のマイクロフォンによって
構成されたマイクロフォンアレイを備えたマイクロフォ
ン装置が用いられている。そして、マイクロフォン装置
は、音声検出を必要とするアプリケーションに用いられ
ている。そのアプリケーションの一例として音声認識装
置やメーデーシステムがある。つまり、マイクロフォン
装置は、車両用音声認識装置やメーデーシステムの音声
検出器として用いられている。車室内はエンジン音や風
きり音などのノイズが多いため、こうしたマイクロフォ
ン装置には、マイクロフォンアレイによって検出した音
声信号からノイズを除去する信号処理部が設けられてい
る。すなわち、従来のマイクロフォン装置は、マイクロ
フォンアレイと信号処理部とを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたマ
イクロフォン装置においては、経年変化や車両の事故時
の衝撃等により、各マイクロフォンのうちの１つまたは
複数のマイクロフォンが故障してしまうおそれがある。
一般に、マイクロフォンアレイは、運転者の音声を確実
に検出するために、ステアリングパッドなど、運転者の
口に近い箇所に配設されている。また、ステアリングパ
ッドには、エアバッグが配設されている。このため、車
両の事故時などにエアバッグが展開すると、その展開の
衝撃によってマイクロフォンの幾つかが故障してしまう
おそれがある。

【０００４】しかし、従来のマイクロフォン装置では、
マイクロフォンが故障してしまった場合においても、全
てのマイクロフォンの出力信号に基づいて信号処理を行
うようになっている。すなわち、マイクロフォンアレイ
に正常なマイクロフォンと故障したマイクロフォンとが
混在している場合においても、前記信号処理部は、全て
のマイクロフォンの出力信号に基づいて信号処理を行う
ようになっている。このため、信号処理部からは、音声
信号として認識すべき処理信号が出力されないおそれが
あり、場合によっては、マイクロフォン装置が音声検出
器として機能しないおそれがある。

【０００５】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、マイクロフォンの故障時におい
て、正常なマイクロフォンがあるにもかかわらず音声検
出器として機能しなくなってしまうといった不都合を確
実に解消することができるマイクロフォン装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、複数のマイクロフォ
ンと、それらのマイクロフォンによって検出した音声信
号に含まれるノイズを除去する信号処理部とを備えるマ
イクロフォン装置において、前記各マイクロフォンの故
障診断を行う故障診断手段を備え、前記信号処理部は、
その故障診断手段によって正常と診断されたマイクロフ
ォンによって検出した音声信号のみを用いて信号処理を
行うことを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のマイクロフォン装置において、前記故障診断によっ
て前記各マイクロフォンのうちのいずれかが故障してい
るものと診断されたときに、前記信号処理部は、正常な
マイクロフォンの感度検出を行い、最も感度が高いマイ
クロフォンによって検出した音声信号のみを用いて信号
処理を行うことを要旨とする。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のマイクロフォン装置において、前記
信号処理部は、前記故障診断によって正常と判断された
マイクロフォンによって検出した音声信号を加算処理し
て加算信号を算出する加算処理を行うとともに、前記故
障診断によって正常と判断されたマイクロフォンによっ
て検出した音声信号間の差信号を算出する差信号算出処
理と、前記差信号と相関がある信号成分からなる相関信
号を算出する相関信号算出処理とを行い、前記加算信号
から前記相関信号を減算した信号を出力することを要旨
とする。

【０００９】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、信号処理部では、
正常と診断されたマイクロフォンによって検出した音声
信号のみを用いて信号処理が行われる。すなわち、信号
処理部では、故障と診断されたマイクロフォンによって
検出した音声信号に基づく信号処理はなされないように
なっている。このため、たとえ故障と診断されたマイク
ロフォンによって検出した音声信号のほとんどがノイズ
に変化したとしても、信号処理部から出力される処理信
号に、そのノイズが混在してしまうことがない。よっ
て、マイクロフォンの故障時において、正常なマイクロ
フォンが存在するにもかかわらず音声検出器として機能
しなくなってしまうといった不都合が確実に解消され
る。

【００１０】請求項２に記載の発明によると、故障診断
によってマイクロフォンのうちのいずれかが故障してい
るものと診断されたときに、信号処理部は、正常なマイ
クロフォンの感度検出を行うようになっている。そし
て、信号処理部は、最も感度が高いマイクロフォンによ
って検出した音声信号のみを用いて信号処理を行うよう
になっている。このため、故障とは診断されないもの
の、正常とは言い難いマイクロフォンが存在する場合で
も、信号処理部は、そのマイクロフォンによって検出し
た音声信号に基づく信号処理を行わないようになる。よ
って、確実に正常と思われるマイクロフォンによる音声
検出が可能となり、全てのマイクロフォンが故障しない
限り、マイクロフォン装置を音声検出器として確実に機
能させることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明によると、故障診断
によってマイクロフォンのうちのいずれかが故障してい
るものと診断されたときに、信号処理部では、正常なマ
イクロフォンによって検出した音声信号のみを用いて加
算信号が算出される。また、信号処理部では、正常なマ
イクロフォンによって検出した音声信号のみを用いて相
関信号が算出される。この相関信号は、正常なマイクロ
フォンのみによって検出した音声信号間の差信号に基づ
いて算出されるため、音声信号として認識すべき信号成
分を確実に遮断してノイズのみを抽出可能となる。よっ
て、加算信号から相関信号を減算した信号を処理信号と
して信号処理部から出力させることにより、音声信号と
して認識すべき信号成分のみを確実に処理信号として信
号処理部から出力させることが可能となる。すなわち、
マイクロフォン装置は、マイクロフォンのいずれかが故
障してしまった場合においても、全てのマイクロフォン
が故障しない限り、音声検出器として確実に機能する。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
車両用マイクロフォン装置に具体化した第１実施形態を
図１に基づき詳細に説明する。

【００１３】マイクロフォン装置１は、マイクロフォン
アレイ２と、信号処理部３、故障診断処理部４とによっ
て構成されている。マイクロフォンアレイ２は、第１〜
第４のマイクロフォン２ａ〜２ｄにより構成されてい
る。本実施形態において各マイクロフォン２ａ〜２ｄ
は、ステアリングにおいて、それぞれ操作者（運転者）
の口方向に正面が向くように配設されている。すなわ
ち、マイクロフォンアレイ２は、運転者から音声が発せ
られたときに、その音声を正面からきたものとして検出
するようになっている。

【００１４】各マイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出
した各音声信号は、信号処理部３及び故障診断処理部４
によってモニタされる。故障診断処理部４は、各音声信
号から対応するマイクロフォン２ａ〜２ｄが正常に動作
しているか否かを診断し、その診断結果を信号処理部３
に対して出力するようになっている。

【００１５】信号処理部３は、アナログ回路、ディジタ
ル回路、または、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳ
Ｐ）等のプログラマブルなディジタル信号処理デバイス
などによって構成されている。信号処理部３は、各マイ
クロフォン２ａ〜２ｄによって検出した音声信号を処理
することにより、特定方向からの信号成分以外の信号成
分をノイズとして除去するようになっている。

【００１６】詳しくは、信号処理部３は、正常マイク選
定処理部１１、遅延処理部１２ａ〜１２ｄ及び加算処理
部１３を備えている。そして、各マイクロフォン２ａ〜
２ｄによって検出した音声信号は、まず正常マイク選定
処理部１１によって処理される。この正常マイク選定処
理部１１は、故障診断処理部４からの出力信号に基づい
て、各音声信号を第１〜第４遅延処理部１２ａ〜１２ｄ
に対して出力するか否かを選定する。そして、正常マイ
ク選定処理部１１は、正常と診断されたマイクロフォン
２ａ〜２ｄによって検出した音声信号のみを、各遅延処
理部１２ａ〜１２ｄに出力する。このため、通常の動作
時において正常マイク選定処理部１１からは、全てのマ
イクロフォン２ａ〜２ｄによって検出した音声信号の全
てが出力される。

【００１７】各遅延処理部１２ａ〜１２ｄは、各マイク
ロフォン２ａ〜２ｄに対して所定方向から入力された信
号成分の位相差を同相化する。例えば、マイクロフォン
装置１が、各マイクロフォン２ａ〜２ｄに対して４５゜
の角度をなす方向から入力された音声を音声信号として
認識する場合、その音声が各マイクロフォン２ａ〜２ｄ
によって検出されたとき、音声信号はそれぞれ異なる位
相差を有する。つまり、音源に最も近いマイクロフォン
２ａ〜２ｄから音源に最も遠いマイクロフォン２ａ〜２
ｄになるに従って、検出した音声信号の位相が遅れる。
よって、こうした位相差が、各遅延処理部１２ａ〜１２
ｄによって同相化される。したがって、各遅延処理部１
２ａ〜１２ｄにおいて各音声信号を遅延させるための係
数（遅延係数）は、音声信号として認識すべき音源の方
向に合わせて設定されている。なお、本実施形態におい
ては、各マイクロフォン２ａ〜２ｄに対して正面から入
力された音声を音声信号として認識するようになってい
る。このため、各遅延処理部１２ａ〜１２ｄの遅延係数
は、全て同じ値に設定されている。

【００１８】続いて、各音声信号は、加算処理部１３に
よって加算処理された後に出力される。これにより、音
声信号として認識すべき信号成分は強調され、それ以外
の信号成分（ノイズ）は音声信号の信号成分に対して小
さくなる。よって、ノイズが除去されることとなり、信
号処理部３からは所望の音声信号が出力される。つま
り、信号処理部３からは、ノイズが除去された処理信号
が出力される。そして、この処理信号は、メーデーシス
テムなどのアプリケーションに入力される。

【００１９】ところで、こうした信号処理部３では、故
障診断処理部４によって各マイクロフォン２ａ〜２ｄの
うちのいずれかが故障していると診断される場合があ
る。例えば第２マイクロフォン２ｂが故障していると診
断された場合、図１に示すように、正常マイク選定処理
部１１は、第２マイクロフォン２ｂによって検出した音
声信号を第２遅延処理部１２ｂに対して出力しないよう
にする。換言すれば、故障診断処理部４によって正常と
診断された第１、第３及び第４マイクロフォン２ａ，２
ｃ，２ｄによって検出した音声信号のみが、対応する遅
延処理部１２ａ，１２ｃ，１２ｄでの処理がなされるよ
うになっている。なお、図１における正常マイク選定処
理部１１においては、処理内容を把握しやすくするため
に、選定動作の概要をスイッチによって示す。このた
め、加算処理部１３では、第１、第３及び第４マイクロ
フォン２ａ，２ｃ，２ｄによって検出した音声信号のみ
が加算処理されることとなる。つまり、信号処理部３か
ら出力される処理信号には、故障と診断された第２マイ
クロフォン２ｂによって検出した音声信号が含まれない
ようになっている。よって、たとえ第２マイクロフォン
２ｂによって検出した音声信号のほとんどがノイズに変
化してしまったとしても、信号処理部３から出力される
処理信号にそのノイズも出力されてしまうことがない。

【００２０】したがって、本実施形態によれば以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）信号処理部３では、各マイクロフォン２ａ〜２ｄ
のうち、正常と診断されたマイクロフォン２ａ〜２ｄに
よって検出した音声信号のみを用いて信号処理が行われ
る。すなわち、信号処理部３では、故障と診断されたマ
イクロフォン２ａ〜２ｄによって検出した音声信号に基
づく信号処理はなされないようになっている。このた
め、たとえ故障と診断されたマイクロフォン２ａ〜２ｄ
によって検出した音声信号のほとんどがノイズに変化し
たとしても、信号処理部３から出力される処理信号に、
そのノイズが混在してしまうことがない。よって、マイ
クロフォン２ａ〜２ｄの故障時において、正常なマイク
ロフォン２ａ〜２ｄが存在するにもかかわらず音声検出
器として機能しなくなってしまうといった不都合を確実
に解消することができる。したがって、マイクロフォン
装置１をメーデーシステムの音声検出器として適用すれ
ば、車両の事故時に各マイクロフォン２ａ〜２ｄのうち
のいずれかが故障した際においても、確実に音声検出器
として機能させることができ、緊急通話に対応させるこ
とができる。

【００２１】（２）信号処理部３で行う処理は、正常マ
イク選定処理と、遅延処理と、加算処理とのみであるた
め、信号処理部３を比較的簡素な構成とすることができ
る。また、信号処理部３をＤＳＰなどのプログラマブル
なディジタル信号処理デバイスによって構成した場合に
は、比較的容易な処理プログラムで実現可能となる。 （第２実施形態）次に、本発明を具体化した第２実施形
態を図２に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態
においては、第１実施形態と相違する点を主に述べ、共
通する点については同一部材番号を付すのみとしてその
説明を省略する。

【００２２】本実施形態の信号処理部３は、ディジタル
回路、ＤＳＰ等のプログラマブルなディジタル信号処理
デバイスなどによって構成されている。図２に示すよう
に、信号処理部３は、前記正常マイク選定処理部１１、
前記遅延処理部１２ａ〜１２ｄ、前記加算処理部１３、
パワー検出処理部１４及び出力選定処理部１５によって
構成されている。

【００２３】各マイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出
した音声信号は、まず正常マイク選定処理部１１によっ
て処理される。そして、故障診断処理部４によって各マ
イクロフォン２ａ〜２ｄが全て正常であると診断された
とき、各音声信号は、前記遅延処理部１２ａ〜１２ｄに
よって遅延処理がなされた後、出力選定処理部１５に出
力される。この場合、出力選定処理部１５は、各音声信
号の全てを加算処理部１３に出力するようになってい
る。このため、加算処理部１３によって加算された加算
信号が最終的な処理信号として出力される。すなわち、
各マイクロフォン２ａ〜２ｄが全て正常だと診断された
場合、信号処理部３は、前記第１実施形態と同等の処理
を行う。

【００２４】これに対して、故障診断処理部４によって
各マイクロフォン２ａ〜２ｄのうちのいずれかが故障し
ていると診断された場合、正常と診断されたマイクロフ
ォン２ａ〜２ｄによって検出された音声信号のみが遅延
処理部１２ａ〜１２ｄによって処理される。そして、そ
の処理された音声信号は、パワー検出処理部１４によっ
てパワーが検出される。具体的には、パワー検出処理部
１４は、各音声信号の所定の区間積分値を比較し、その
処理結果を出力選定処理部１５に対して出力する。

【００２５】そして、出力選定処理部１５では、パワー
検出処理部１４の処理結果に基づいて、正常と診断され
たマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出された音声信
号のうち、パワーが最も高いと判断された音声信号のみ
が加算処理部１３に対して出力される。換言すれば、パ
ワー検出処理部１４は、最も感度が高いマイクロフォン
２ａ〜２ｄによって検出された音声信号のみを加算処理
部１３へ出力するようになっている。例えば図２に示す
ように、第２マイクロフォン２ｂが故障していると診断
された場合、パワー検出処理部１４によって、第１、第
３及び第４マイクロフォン２ａ，２ｃ，２ｄによって検
出された音声信号のパワーが比較される。そして、例え
ば第４マイクロフォン２ｄによって検出された音声信号
のパワーが最も高い場合、該音声信号のみが出力選定処
理部１５から加算処理部１３に出力される。よって、加
算処理部１３からは、第４マイクロフォン２ｄによって
検出された音声信号が処理信号として出力される。つま
り、この場合、信号処理部３からは、第４マイクロフォ
ン２ｄによって検出された音声信号がそのまま処理信号
として出力される。なお、図２における出力選定処理部
１５においては、処理内容を把握しやすくするために、
選定動作の概要をスイッチによって示す。

【００２６】したがって、本実施形態によれば、前記第
１実施形態における（１）の効果に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 （３）故障診断によって各マイクロフォン２ａ〜２ｄの
うちのいずれかが故障しているものと診断されたとき
に、信号処理部３は、パワー検出処理部１４によって正
常なマイクロフォン２ａ〜２ｄのパワーを検出するよう
になっている。そして、信号処理部３は、パワーが最も
高いマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出した音声信
号のみを処理信号として出力するようになっている。こ
のため、故障とは診断されないものの、正常とは言い難
いマイクロフォン２ａ〜２ｄが存在する場合でも、信号
処理部３は、そのマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検
出した音声信号に基づく信号処理を行わないようにな
る。よって、本実施形態のマイクロフォン装置１では、
確実に正常と思われるマイクロフォン２ａ〜２ｄによる
音声検出が可能となり、全てのマイクロフォン２ａ〜２
ｄが故障しない限り、音声検出器として確実に機能させ
ることができる。 （第３実施形態）次に、本発明を具体化した第３実施形
態を図３及び図４に基づいて説明する。

【００２７】本実施形態の信号処理部３は、ディジタル
回路、ＤＳＰ等のプログラマブルなディジタル信号処理
デバイスなどによって構成されている。図３及び図４に
示すように、信号処理部３は、前記正常マイク選定処理
部１１、前記遅延処理部１２ａ〜１２ｄ、前記加算処理
部１３、適応遅延処理部１６、正常マイク選定減算処理
部１７及び第１〜第３の適応処理部１８ａ〜１８ｃによ
って構成されている。

【００２８】各マイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出
した各音声信号は、まず正常マイク選定処理部１１によ
って処理される。そして、故障診断処理部４によって各
マイクロフォン２ａ〜２ｄが全て正常であると診断され
たとき、各音声信号は、図３に示すように、前記遅延処
理部１２ａ〜１２ｄによって遅延処理がなされた後、加
算処理部１３によって加算処理される。そして、加算処
理された加算信号は、適応遅延処理部１６によって所定
時間遅延される。この遅延時間は、各適応処理部１８ａ
〜１８ｃの処理時間と等しくなるように設定されてい
る。

【００２９】また、各遅延処理部１２ａ〜１２ｄによっ
て遅延処理された各音声信号は、正常マイク選定減算処
理部１７に入力される。正常マイク選定減算処理部１７
は、マイクロフォン２ａ〜２ｄの数（ここでは４つ）よ
りも１つ少ない減算処理部（ここでは３つ）によって構
成されている。すなわち、本実施形態において正常マイ
ク選定減算処理部１７は第１〜第３減算処理部１７ａ〜
１７ｃを備えている。そして、正常マイク選定減算処理
部１７では、各音声信号間を減算して差信号が算出され
る。詳しくは、第１減算処理部１７ａでは、第１マイク
ロフォン２ａによって検出された音声信号と第２マイク
ロフォン２ｂによって検出された音声信号とを減算し
て、その差信号を第１適応処理部１８ａに出力する。第
２減算処理部１７ｂでは、第２マイクロフォン２ｂによ
って検出された音声信号と第３マイクロフォン２ｃによ
って検出された音声信号とを減算して、その差信号を第
２適応処理部１８ｂに出力する。第３減算処理部１７ｃ
では、第３マイクロフォン２ｃによって検出された音声
信号と第４マイクロフォン２ｄによって検出された音声
信号とを減算して、その差信号を第３適応処理部１８ｃ
に出力する。

【００３０】各適応処理部１８ａ〜１８ｃでは、ＦＦＴ
（高速フーリエ変換）処理、ＦＩＲ（有限長インパルス
応答）処理、ＩＩＲ（無限長インパルス応答）処理など
のフィルタ処理が行われる。そして、各差信号に基づい
て、信号処理部３から最終的に出力される処理信号と相
関がある相関信号（ノイズ）を算出する。換言すれば、
各適応処理部１８ａ〜１８ｃのフィルタ係数は、最終的
に出力される処理信号に基づき、各差信号から相関信号
を算出するように適宜更新されるようになっている。す
なわち、各適応処理部１８ａ〜１８ｃのフィルタ係数
は、信号処理部３から最終的に出力される処理信号に基
づいて適応的に更新されるようになっている。なお、該
フィルタ係数は、ＬＭＳ法（学習同定法）などを用いて
更新される。

【００３１】そして、前記適応遅延処理部１６によって
処理された加算信号からは、各適応処理部１８ａ〜１８
ｃによって算出された相関信号が減算され、その減算さ
れた音声信号が最終的な処理信号として信号処理部３か
ら出力される。つまり、本実施形態の信号処理部３にお
いては、各マイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出され
た各音声信号が加算処理されるため、音声信号として認
識すべき信号成分が強調される。さらに、その加算信号
からノイズが積極的に除去されるため、信号処理部３か
らは、よりクリアな音声信号が出力されるようになる。
しかも、ノイズは、各適応処理部１８ａ〜１８ｃのフィ
ルタ係数を適応的に更新することによって算出される。
すなわち、本実施形態の信号処理部３においては、ノイ
ズを適応的に除去する適応信号処理が行われるようにな
っている。

【００３２】次に、前記故障診断処理部４によって各マ
イクロフォン２ａ〜２ｄのうちのいずれかが故障と診断
された場合における信号処理部３の処理について説明す
る。図４に示すように、例えば故障診断処理部４によっ
て第２マイクロフォン２ｂが故障していると診断された
場合、正常マイク選定処理部１１は、第１、第３及び第
４マイクロフォン２ａ，２ｃ，２ｄによって検出された
音声信号のみを出力する。そして、それら音声信号は、
対応する遅延処理部１２ａ，１２ｃ，１２ｄで処理され
た後、加算処理部１３及び適応遅延処理部１６によって
順次処理される。

【００３３】また、各遅延処理部１２ａ，１２ｃ，１２
ｄによって遅延処理された各音声信号は、正常マイク選
定減算処理部１７に入力される。そして、第１減算処理
部１７ａでは、第１マイクロフォン２ａによって検出さ
れた音声信号と第３マイクロフォン２ｃによって検出さ
れた音声信号とを減算して、その差信号を第１適応処理
部１８ａに出力する。第２減算処理部１７ｂでは、第３
マイクロフォン２ｃによって検出された音声信号と第４
マイクロフォン２ｄによって検出された音声信号とを減
算して、その差信号を第２適応処理部１８ｂに出力す
る。なお、この場合には、第３減算処理部１７ｃによる
処理を行わないようになっている。つまり、この正常マ
イク選定減算処理部１７は、正常と診断されたマイクロ
フォン２ａ，２ｃ，２ｄによって検出された音声信号の
みに基づいて減算処理を行うようになっている。

【００３４】そして、前記適応遅延処理部１６によって
処理された処理信号からは、第１適応処理部１８ａ及び
第２適応処理部１８ｂによって算出された各相関信号が
減算され、その減算された音声信号が処理信号として信
号処理部３から出力される。よって、信号処理部３は、
各マイクロフォン２ａ〜２ｄのうちのいずれかが故障と
診断された際には、正常と診断されたマイクロフォン２
ａ〜２ｄによって検出された音声信号のみを用いて信号
処理を行うようになっている。

【００３５】したがって、本実施形態によれば、前記各
実施形態における（１）に記載の効果に加えて、以下の
ような効果を得ることができる。 （４）故障診断によって各マイクロフォン２ａ〜２ｄの
うちのいずれかが故障と診断されたときに、信号処理部
３では、正常なマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出
した音声信号のみを用いて加算信号が算出される。ま
た、信号処理部３では、正常なマイクロフォン２ａ〜２
ｄによって検出した音声信号のみを用いて相関信号が算
出される。この相関信号は、正常なマイクロフォン２ａ
〜２ｄのみによって検出した音声信号間の差信号に基づ
いて算出されるため、音声信号として認識すべき信号成
分を確実に遮断してノイズのみを抽出可能となる。よっ
て、加算信号から相関信号を減算した信号を処理信号と
して信号処理部から出力させることにより、音声信号と
して認識すべき信号成分のみを確実に処理信号として信
号処理部から出力させることが可能となる。すなわち、
マイクロフォン装置は、マイクロフォンのいずれかが故
障してしまった場合においても、全てのマイクロフォン
が故障しない限り、音声検出器として確実に機能する。
しかも、加算信号からノイズが積極的にされるため、信
号処理部３から、よりクリアな音声信号を出力させるこ
とができる。

【００３６】これに対して、本実施形態における適応信
号処理を従来のマイクロフォン装置で行った際には、各
マイクロフォン２ａ〜２ｄのうちのいずれかが故障した
場合であっても、全てのマイクロフォン２ａ〜２ｄによ
って検出された音声信号に基づいて相関信号が算出され
てしまう。このため、相関信号には、音声信号として認
識すべき信号成分が相関信号に混在してしまうことがあ
る。よって、正常なマイクロフォン２ａ〜２ｄが存在す
る場合であっても、加算信号から相関信号を減算した際
に、音声信号として認識すべき信号成分も除去されてし
まうおそれがあり、音声検出器として機能しなくなって
しまうおそれがある。

【００３７】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 前記第２実施形態における信号処理部３では、各マ
イクロフォン２ａ〜２ｄのうちのいずれかが故障してい
るものと診断された際には、正常なマイクロフォン２ａ
〜２ｄのうち、最も感度が高いマイクロフォン２ａ〜２
ｄによって検出された音声信号のみを出力するようにな
っている。しかし、こうした態様に限らず、例えばパワ
ー検出処理部１４により、一致または近似するパワーを
有する複数の音声信号が検出された際には、出力選定処
理部１５からそれらの音声信号を加算処理部１３に出力
させてもよい。このようにすれば、前記第２実施形態と
同等の効果が得られるとともに、加算処理部１３によっ
てノイズが除去されるため、信号処理部３からノイズを
除去した処理信号を出力させることができる。

【００３８】・ 前記各実施形態において、ディジタル
信号処理デバイスは、ＤＳＰに限らず、ＲＩＳＣプロセ
ッサや、ＦＰＧＡなど、音声信号処理に適したデバイス
であればどのようなものであってもよい。

【００３９】・ 前記各実施形態では、信号処理部３に
各遅延処理部１２ａ〜１２ｄが設けられている。しか
し、これら遅延処理部１２ａ〜１２ｄは、各マイクロフ
ォン２ａ〜２ｄに対して正面から入力された音声を音声
信号として認識する場合には省略してもよい。

【００４０】・ 前記各実施形態において、マイクロフ
ォンアレイ２は、４つのマイクロフォン２ａ〜２ｄに限
らず、２つ、３つ、または５つ以上のマイクロフォンに
よって構成されてもよい。

【００４１】・ 前記各実施形態では、信号処理部３と
は別体で設けられた故障診断処理部４によって、マイク
ロフォン２ａ〜２ｄの故障診断が行われるようになって
いる。しかし、各マイクロフォン２ａ〜２ｄの故障診断
は、信号処理部３内で行われてもよい。例えば図５に示
すように、信号処理部３を構成する。この信号処理部３
では、まず各マイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出し
た音声信号が前記遅延処理部１２ａ〜１２ｄによって遅
延処理される。その後、各音声信号が故障診断処理部４
にてモニタされる。この故障診断処理部４において、各
音声信号が所定レベル以上のパワーを有しているか否か
を判断させる。そして、所定レベル以上のパワーを有し
ていない音声信号を検出した際には、その音声信号を検
出したマイクロフォン２ａ〜２ｄを故障したものと診断
し、その旨を示す処理信号を正常マイク選定部１１に出
力させる。これにより、正常マイク選定部１１では、正
常と診断されたマイクロフォン２ａ〜２ｄによって検出
した音声信号のみを加算処理部１３に出力される。な
お、同図では、第２マイクロフォン２ｂが故障している
場合を示す。また、ここでは第１実施形態の変更例のみ
を示すが、第２及び第３実施形態も同様に変更可能であ
る。

【００４２】このようにすれば、信号処理部３と故障診
断処理部４とを別体で構成する必要がなくなる。しか
も、信号処理部３をプログラマブルなディジタル信号処
理デバイスによって構成した場合には、故障診断処理を
ソフトウェアで行うことができるとともに、部品点数を
減らすことができる。

【００４３】・ マイクロフォン装置１を、メーデーシ
ステムの音声検出器に限らず、種々の車両用音声認識装
置の音声検出器や、ハンズフリー電話の音声検出器や、
車両用無線機の音声検出器など、音声検出を必要とする
アプリケーションであれば、どのようなものに適用して
もよい。

【００４４】・ 前記実施形態では、車両用マイクロフ
ォン装置１として具体化している。しかし、マイクロフ
ォン装置１は、車両用以外のアプリケーションの音声検
出器として適用させてもよい。

【００４５】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に列挙する。 （１） 請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ
フォン装置において、前記信号処理部は、ディジタル回
路またはプログラマブルなディジタル信号処理デバイス
によって構成されていること。

【００４６】（２） 請求項１〜３、技術的思想（１）
のいずれか１項に記載のマイクロフォン装置において、
当該マイクロフォン装置は、メーデーシステムの音声検
出器であること。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、マイクロフォンの故障時において、
正常なマイクロフォンがあるにもかかわらず音声検出器
として機能しなくなってしまうといった不都合を確実に
解消することができる。

【００４８】請求項２に記載の発明によれば、故障とは
診断されないものの、正常とは言い難いマイクロフォン
が存在する場合でも、音声検出器として確実に機能させ
ることができる。

【００４９】請求項３に記載の発明によれば、信号処理
部３からよりクリアな音声信号を出力させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を車両用マイクロフォン装置に具体化し
た第１実施形態の概略構成を示すブロック図。

【図２】第２実施形態のマイクロフォン装置の概略構成
を示すブロック図。

【図３】第３実施形態のマイクロフォン装置の概略構成
を示すブロック図。

【図４】第３実施形態のマイクロフォン装置の概略構成
を示すブロック図。

【図５】他の実施形態のマイクロフォン装置の概略構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

１…マイクロフォン装置、２…マイクロフォンアレイ、
２ａ〜２ｄ…マイクロフォン、３…信号処理部、４…故
障診断処理部、１１…正常マイク選定処理部、１３…加
算処理部、１４…パワー検出部、１５…出力選定処理
部、１７…正常マイク選定減算処理部、１８ａ〜１８ｃ
…適応処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 勝秀 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Ｆターム(参考） 5D015 DD02 EE05 5D020 BB03 BB07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のマイクロフォンと、それらのマイ
   クロフォンによって検出した音声信号に含まれるノイズ
   を除去する信号処理部とを備えるマイクロフォン装置に
   おいて、 前記各マイクロフォンの故障診断を行う故障診断手段を
   備え、前記信号処理部は、その故障診断手段によって正
   常と診断されたマイクロフォンによって検出した音声信
   号のみを用いて信号処理を行うことを特徴とするマイク
   ロフォン装置。
2. 【請求項２】 前記故障診断によって前記各マイクロフ
   ォンのうちのいずれかが故障しているものと診断された
   ときに、前記信号処理部は、正常なマイクロフォンの感
   度検出を行い、最も感度が高いマイクロフォンによって
   検出した音声信号のみを用いて信号処理を行うことを特
   徴とする請求項１に記載のマイクロフォン装置。
3. 【請求項３】 前記信号処理部は、前記故障診断によっ
   て正常と判断されたマイクロフォンによって検出した音
   声信号を加算処理して加算信号を算出する加算処理を行
   うとともに、前記故障診断によって正常と判断されたマ
   イクロフォンによって検出した音声信号間の差信号を算
   出する差信号算出処理と、前記差信号と相関がある信号
   成分からなる相関信号を算出する相関信号算出処理とを
   行い、前記加算信号から前記相関信号を減算した信号を
   出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載のマイクロフォン装置。