JP2004187283A - Microphone unit and reproducing apparatus - Google Patents

Microphone unit and reproducing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004187283A
JP2004187283A JP2003385375A JP2003385375A JP2004187283A JP 2004187283 A JP2004187283 A JP 2004187283A JP 2003385375 A JP2003385375 A JP 2003385375A JP 2003385375 A JP2003385375 A JP 2003385375A JP 2004187283 A JP2004187283 A JP 2004187283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
unit
microphone
target sound
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003385375A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004187283A5 (en
JP4286637B2 (en
Inventor
Takeo Kanamori
丈郎 金森
Takeshi Kawamura
岳 河村
Tomomi Matsuoka
智美 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003385375A priority Critical patent/JP4286637B2/en
Publication of JP2004187283A publication Critical patent/JP2004187283A/en
Publication of JP2004187283A5 publication Critical patent/JP2004187283A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4286637B2 publication Critical patent/JP4286637B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microphone unit capable of stably operating even under a plurality of noises in the practical environment and of realizing a high S/N. <P>SOLUTION: A signal generating part generates a main signal and a noise reference signal. A judgement part judges whether or not a level ratio is greater than a predetermined value. An adaptive filter part generates a signal indicating a signal component of a target sound included in the noise reference signal generated by the signal generating part and learns a filter coefficient only when it is judged by the judgement part that the level ratio is greater than the predetermined value. A subtraction part subtracts the signal generated by the adaptive filter part. A noise suppressing part uses the main signal and the noise reference signal after subtraction by the subtraction part to suppress a signal component of noise contained in the main signal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マイクロホン装置および音声再生装置に関し、より特定的には、所定の方向から到来する音を雑音を抑圧して検出するマイクロホン装置および音声再生装置である。   The present invention relates to a microphone device and a sound reproducing device, and more specifically, to a microphone device and a sound reproducing device for detecting a sound arriving from a predetermined direction while suppressing noise.

従来のマイクロホン装置の構成について図24から図26を用いて説明する。
図24は、従来例1のマイクロホン装置の構成を示す図である。図24において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1010と、第2のマイクロホンユニット1020と、信号加算部1030と、第1の信号減算部1031と、信号増幅部1050と、適応フィルタ部1060と、第2の信号減算部1062とを備えている。各マイクロホンユニット1010および1020は、ともに正面方向(図24では左方向)を向くように配置される。信号加算部1030は、第1のマイクロホンユニット1010から出力される信号と第2のマイクロホンユニット1020から出力される信号とを加算する。第1の信号減算部1031は、第1のマイクロホンユニット1010から出力される信号から、第2のマイクロホンユニット1020から出力される信号を減算する。信号増幅部1050は、信号加算部1030から出力される信号を1/2倍する。適応フィルタ部1060は、第1の信号減算部1031から出力される信号を入力とし、適応フィルタによってフィルタリングを行った信号を出力する。第2の信号減算部1062は、信号増幅部1050から出力される信号から、適応フィルタ部1060から出力される信号を減算する。第2の信号減算部1062からの出力が、マイクロホン装置の出力となる。適応フィルタ部1060は、第2の信号減算部1062から出力される信号と第1の信号減算部1031から出力される信号とに基づいて、フィルタ係数の学習を行う。
The configuration of a conventional microphone device will be described with reference to FIGS.
FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of the microphone device of the first conventional example. 24, the microphone device includes a first microphone unit 1010, a second microphone unit 1020, a signal adding unit 1030, a first signal subtracting unit 1031, a signal amplifying unit 1050, and an adaptive filter unit 1060. , And a second signal subtraction unit 1062. Each of the microphone units 1010 and 1020 is arranged so as to face the front direction (left direction in FIG. 24). Signal adding section 1030 adds the signal output from first microphone unit 1010 and the signal output from second microphone unit 1020. First signal subtraction section 1031 subtracts a signal output from second microphone unit 1020 from a signal output from first microphone unit 1010. Signal amplifying section 1050 multiplies the signal output from signal adding section 1030 by 1 /. Adaptive filter section 1060 receives the signal output from first signal subtraction section 1031 as an input, and outputs a signal that has been filtered by an adaptive filter. Second signal subtraction section 1062 subtracts the signal output from adaptive filter section 1060 from the signal output from signal amplification section 1050. The output from the second signal subtraction unit 1062 is the output of the microphone device. Adaptive filter section 1060 learns filter coefficients based on the signal output from second signal subtraction section 1062 and the signal output from first signal subtraction section 1031.

次に、従来例1のマイクロホン装置の動作について説明する。正面方向から到来する音を検出する場合、各マイクロホンユニット1010および1020はほぼ等しい信号を出力する。また、正面方向以外の方向から到来する音を検出する場合、各マイクロホンユニット1010および1020は位相の異なる信号を出力する。各マイクロホンユニット1010および1020からの出力信号は信号加算部1030によって加算される。加算された信号は、信号増幅部1050によってレベルが正規化される、すなわち、振幅が1/2倍される。以上によって、正面方向から到来する音の成分を有する主信号を得ることができる。一方、第1の信号減算部1031からの出力によって、正面方向に対して指向性主軸が90度方向に向き、かつ、正面方向が指向性の死角となる(すなわち、正面方向が指向性の最小感度方向となる)ような指向性特性を得ることができる。つまり、第1の信号減算部1031から出力される信号は、正面方向から到来する音の成分を含まない雑音参照信号となる。適応フィルタ部1060は、信号増幅部1050から出力される主信号と第1の信号減算部1031から出力される雑音参照信号とを用いることによって、適応指向性を実現する。すなわち、正面方向以外から到来するある一方向の雑音源に対して自動的に指向性の死角を形成する。   Next, the operation of the microphone device of Conventional Example 1 will be described. When detecting sound coming from the front direction, each of the microphone units 1010 and 1020 outputs substantially the same signal. When detecting a sound arriving from a direction other than the front direction, each of the microphone units 1010 and 1020 outputs a signal having a different phase. Output signals from the microphone units 1010 and 1020 are added by the signal adding unit 1030. The level of the added signal is normalized by the signal amplifying unit 1050, that is, the amplitude is doubled. As described above, a main signal having a sound component arriving from the front direction can be obtained. On the other hand, according to the output from the first signal subtraction unit 1031, the directivity main axis is oriented in the 90-degree direction with respect to the front direction, and the front direction becomes the directivity blind spot (that is, the front direction is the minimum directivity). (Directivity direction). That is, the signal output from the first signal subtraction unit 1031 is a noise reference signal that does not include a sound component arriving from the front. Adaptive filter section 1060 realizes adaptive directivity by using the main signal output from signal amplification section 1050 and the noise reference signal output from first signal subtraction section 1031. That is, a directional blind spot is automatically formed for a noise source in one direction coming from a direction other than the front direction.

図25は、従来例2のマイクロホン装置の構成を示す図である。図25において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1010と、第2のマイクロホンユニット1020と、第1の適応フィルタ部1040と、第1の信号遅延部1041と、第1の信号減算部1042と、第2の適応フィルタ部1060と、第2の信号遅延部1061と、第2の信号減算部1062とを備えている。   FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a microphone device of Conventional Example 2. In FIG. 25, the microphone device includes a first microphone unit 1010, a second microphone unit 1020, a first adaptive filter unit 1040, a first signal delay unit 1041, a first signal subtraction unit 1042, , A second adaptive filter unit 1060, a second signal delay unit 1061, and a second signal subtraction unit 1062.

第1の適応フィルタ部1040は、第2のマイクロホンユニット1020からの出力信号を入力として適応フィルタによるフィルタリング結果を出力する。第1の信号遅延部1041は、第1のマイクロホンユニット1010から出力される信号を遅延させる。第1の信号減算部1042は、第1の信号遅延部1041から出力される信号から、第1の適応フィルタ部1040から出力される信号を減算する。第1の適応フィルタ部1040は、第1の信号減算部1042から出力される信号と、第2のマイクロホンユニット1020から出力される信号とに基づいて、フィルタ係数の学習を行う。第2の信号遅延部1061は、第1の信号遅延部1041から出力される信号に対して遅延を与える。第2の適応フィルタ部1060は、第1の信号減算部1042から出力される信号を入力として適応フィルタによるフィルタリング結果を出力する。第2の信号減算部1062は、第2の信号遅延部1061から出力される信号から、第2の適応フィルタ部から出力される信号を減算してマイクロホン装置の出力とする。第2の適応フィルタ部1060は、第2の信号減算部1062から出力される信号と、第1の信号減算部から出力される信号とに基づいて、フィルタ係数の学習を行う。   First adaptive filter section 1040 receives an output signal from second microphone unit 1020 as an input, and outputs a result of filtering by the adaptive filter. First signal delay section 1041 delays a signal output from first microphone unit 1010. First signal subtraction section 1042 subtracts the signal output from first adaptive filter section 1040 from the signal output from first signal delay section 1041. First adaptive filter section 1040 learns filter coefficients based on the signal output from first signal subtraction section 1042 and the signal output from second microphone unit 1020. Second signal delay section 1061 delays the signal output from first signal delay section 1041. Second adaptive filter section 1060 receives a signal output from first signal subtraction section 1042 as an input, and outputs a result of filtering by the adaptive filter. The second signal subtraction unit 1062 subtracts the signal output from the second adaptive filter unit from the signal output from the second signal delay unit 1061 to obtain an output of the microphone device. Second adaptive filter section 1060 learns filter coefficients based on the signal output from second signal subtraction section 1062 and the signal output from the first signal subtraction section.

以下、従来例2のマイクロホン装置の動作を説明する。従来例2における第1の適応フィルタ部1040、第1の信号遅延部1041、および第1の信号減算部1042は、各マイクロホンユニット1010および1020に到来した音波に対してキャンセル動作を行うものである。すなわち、第1の信号減算部1042から出力される信号は、第2の適応フィルタ部1060に対する雑音参照信号となる。また、第1の信号減算部1042から出力される信号は、図24に示す第1の信号減算部1031から出力される信号と同様の目的の信号である。ただし、従来例1が固定指向性であるのに対して、従来例2では適応フィルタを用いることによって指向性を変化させることができる点で異なっている。   Hereinafter, the operation of the microphone device of Conventional Example 2 will be described. The first adaptive filter unit 1040, the first signal delay unit 1041, and the first signal subtraction unit 1042 in the second conventional example perform a cancel operation on sound waves arriving at the microphone units 1010 and 1020. . That is, the signal output from first signal subtraction section 1042 serves as a noise reference signal for second adaptive filter section 1060. The signal output from the first signal subtraction unit 1042 is the same target signal as the signal output from the first signal subtraction unit 1031 illustrated in FIG. However, the conventional example 1 has a fixed directivity, whereas the conventional example 2 is different in that the directivity can be changed by using an adaptive filter.

図26は、従来例3のマイクロホン装置の構成を示す図である。図26に示すマイクロホン装置は、第1の単一指向性マイクロホンユニット1011と、第2の単一指向性マイクロホンユニット1012と、第1のFFT部1070と、第2のFFT部1080と、2入力型スペクトルサブトラクション部1090と、音声認識部2000とを備えている。   FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a microphone device of Conventional Example 3. The microphone device shown in FIG. 26 includes a first unidirectional microphone unit 1011, a second unidirectional microphone unit 1012, a first FFT unit 1070, a second FFT unit 1080, and two inputs. A type spectrum subtraction unit 1090 and a speech recognition unit 2000 are provided.

図26において、第1の単一指向性マイクロホンユニット1011は、指向性主軸が正面方向を向くように配置される。第2の単一指向性マイクロホンユニット1012は、指向性主軸が背面方向を向くように配置される。第1のFFT部1070は、第1の単一指向性マイクロホンユニット1011から出力される信号を入力として周波数スペクトルを求める。第2のFFT部1080は、第2の単一指向性マイクロホンユニット1012から出力される信号を入力として周波数スペクトルを求める。2入力型スペクトルサブトラクション部1090は、各FFT部1070および1080から出力される信号を入力として、第1のFFT部1070によって導出される信号スペクトルから、第2のFFT部1080によって導出される信号スペクトルをパワスペクトル領域で減算することによって、目的信号のスペクトルを出力する。音声認識部2000は、2入力型スペクトルサブトラクション部1090から出力される目的信号のスペクトルを入力として音声認識を行う。   In FIG. 26, the first unidirectional microphone unit 1011 is arranged so that the main axis of directivity faces the front. The second unidirectional microphone unit 1012 is arranged so that the principal axis of directivity faces the back. First FFT section 1070 obtains a frequency spectrum by using a signal output from first unidirectional microphone unit 1011 as an input. Second FFT section 1080 receives a signal output from second unidirectional microphone unit 1012 as an input, and obtains a frequency spectrum. Two-input type spectrum subtraction section 1090 receives signals output from each of FFT sections 1070 and 1080 as inputs, and obtains a signal spectrum derived by second FFT section 1080 from a signal spectrum derived by first FFT section 1070. Is subtracted in the power spectrum region to output the spectrum of the target signal. Speech recognition section 2000 performs speech recognition using the spectrum of the target signal output from two-input type spectrum subtraction section 1090 as an input.

以下、従来例3のマイクロホン装置について動作を説明する。従来例3において、第1の単一指向性マイクロホンユニット1011は、正面方向の目的音を収音する指向特性を有する。また、第2の単一指向性マイクロホンユニット1012は、主として雑音を収音する指向特性を有する。この結果、第1の単一指向性マイクロホンユニット1011から主信号m1が得られ、第2の単一指向性マイクロホンユニット1012から雑音参照信号m2が得られる。各FFT部1070および1080においては、主信号m1および雑音参照信号m2のスペクトルが求められる。2入力型スペクトルサブトラクション部1090においては、主信号のパワスペクトルから雑音参照信号のパワスペクトルが減算されることによって、信号成分のパワスペクトルが推定される。なお、1入力型のスペクトルサブトラクション法では、目的音が到来していない時間区間に雑音が定常であることを仮定して雑音スペクトルを推定している。従って、1入力型のスペクトルサブトラクション法では、定常雑音の抑圧のみを行うことができる。これに対して、2入力型のスペクトルサブトラクション法を採用する従来例3の構成によれば、第2の単一指向性マイクロホンユニット1012によって雑音参照信号のスペクトルを常に得ることができるので、非定常な雑音の抑圧を行うことが可能になる。以上のように、従来例3のマイクロホン装置によれば、定常な雑音だけでなく非定常な雑音をも抑圧することによって、後段の音声認識部2000の音声認識率を改善することができる。なお、図26に示す装置は音声認識を用途としている。ここで、最終段でIFFTを行うことによってスペクトルを時間信号に戻し、フレームオーバーラップをさせながら波形信号にすることによって、マイクロホン装置とすることも可能である。
特許第3084833号明細書 Bernard Widrow,「ADAPTIVE SIGNAL PROCESSIN」,Prentice Hall,1985年,p.414,419,423 中台、管村、中津,「2入力による雑音除去手法を用いた自動車内の音声認識」,電子情報通信学会技術研究報告,1989年,SP89−81,pp.41−48
Hereinafter, the operation of the microphone device of Conventional Example 3 will be described. In Conventional Example 3, the first unidirectional microphone unit 1011 has a directional characteristic for collecting a target sound in the front direction. The second unidirectional microphone unit 1012 has a directional characteristic for mainly collecting noise. As a result, the main signal m1 is obtained from the first unidirectional microphone unit 1011 and the noise reference signal m2 is obtained from the second unidirectional microphone unit 1012. In each of FFT sections 1070 and 1080, the spectra of main signal m1 and noise reference signal m2 are obtained. In two-input type spectral subtraction section 1090, the power spectrum of the signal component is estimated by subtracting the power spectrum of the noise reference signal from the power spectrum of the main signal. In the one-input type spectral subtraction method, the noise spectrum is estimated on the assumption that the noise is stationary in a time section where the target sound does not arrive. Therefore, in the one-input type spectral subtraction method, only stationary noise suppression can be performed. On the other hand, according to the configuration of Conventional Example 3 employing the two-input type spectral subtraction method, since the second unidirectional microphone unit 1012 can always obtain the spectrum of the noise reference signal, It is possible to suppress noise. As described above, according to the microphone device of the third conventional example, the speech recognition rate of the subsequent speech recognition unit 2000 can be improved by suppressing not only stationary noise but also non-stationary noise. The device shown in FIG. 26 is used for speech recognition. Here, it is also possible to obtain a microphone device by returning the spectrum to a time signal by performing IFFT at the final stage and converting the spectrum to a waveform signal with frame overlap.
Japanese Patent No. 3084833 Bernard Widow, "ADAPTIVE SIGNAL PROCESSIN", Prentice Hall, 1985, p. 414, 419, 423 Nakadai, Kanmura, Nakatsu, "Speech Recognition in Vehicles Using Noise Removal Method with Two Inputs", IEICE Technical Report, 1989, SP89-81, pp. 146-64. 41-48

上記の従来例1の構成では、ある一方向から騒音が到来する環境下においては大きな雑音抑圧効果を得ることができる。しかし、従来例1の装置は、複数の方向から到来する騒音には対応することができない。従って、様々な方向に騒音源が同時に存在する実際の騒音環境下においては、従来例1の構成では、従来から用いられている単一指向性のマイクロホン装置の性能と同等の雑音抑圧効果しか得ることができない。   In the configuration of the above-described conventional example 1, a large noise suppression effect can be obtained in an environment where noise comes from a certain direction. However, the device of Conventional Example 1 cannot deal with noise coming from a plurality of directions. Therefore, in an actual noise environment in which noise sources exist in various directions at the same time, the configuration of the conventional example 1 can obtain only a noise suppression effect equivalent to the performance of a conventionally used unidirectional microphone device. I can't.

また、従来例2の構成では、第1の適応フィルタを用いることによって雑音参照信号を得ている。ここで、実環境において第1の適応フィルタを安定に動作させるためには、話者からの音声が周囲の騒音より十分に大きなときにのみ第1の適応フィルタを学習させる必要がある。従って、従来例2の構成では、フィルタの収束が完了するまで騒音抑圧効果を得ることができない。また、騒音環境下ではフィルタの収束が困難となる。さらに、従来例1と同様、従来例2の構成では、複数の騒音源に対応することができない。また、従来例2の装置は、ユニット信号の間に相関性のない風雑音を抑圧する目的で発明されているので、目的音の方向を限定することができない。すなわち、到来する音の内、最も大きな音が目的音となってしまい、特定の方向の音を強調して収音することができない。   In the configuration of Conventional Example 2, a noise reference signal is obtained by using the first adaptive filter. Here, in order to operate the first adaptive filter stably in the real environment, it is necessary to learn the first adaptive filter only when the voice from the speaker is sufficiently larger than the surrounding noise. Therefore, in the configuration of the second conventional example, the noise suppression effect cannot be obtained until the convergence of the filter is completed. Also, it is difficult to converge the filter in a noise environment. Further, like the first conventional example, the configuration of the second conventional example cannot cope with a plurality of noise sources. Further, since the device of the second conventional example is invented for the purpose of suppressing wind noise having no correlation between unit signals, the direction of the target sound cannot be limited. That is, the loudest sound among the incoming sounds is the target sound, and it is not possible to pick up sound in a specific direction while enhancing it.

また、従来例3の構成は、主信号と雑音参照信号とをスペクトルに変換し、パワスペクトルにおいてスペクトル減算法を用いて雑音を抑圧する方式である。この方法は、複数方向の雑音源が存在する場合でも同時に雑音を抑圧することが可能な方法である。しかし、この方法は、雑音参照信号の方に目的音が微小に混入しただけでも、処理後の音声に音質面で大きな問題が発生したり、目的音自体が打ち消されたりするという課題がある。また、実際の音場では、単一指向性マイクロホンユニットの指向性死角を目的音方向に向けても、反射波が回り込んで混入することが考えられる。さらに、通常のマイクロホンユニットは、指向性の死角が無限大の減衰量ではなく、10〜15db程度の減衰量であるので、目的音の直接波が除去しきれずに雑音参照信号に混入するおそれがある。また、スペクトル減算法の場合、フレーム処理による処理遅延が発生するので、同時通話や拡声等の用途には利用できないという課題があった。   The configuration of Conventional Example 3 is a system in which a main signal and a noise reference signal are converted into a spectrum, and noise is suppressed using a spectrum subtraction method in a power spectrum. This method is a method capable of simultaneously suppressing noise even when there are noise sources in a plurality of directions. However, this method has a problem that even if the target sound is slightly mixed in the noise reference signal, a serious problem occurs in the sound quality of the processed sound or the target sound itself is canceled. Further, in an actual sound field, even if the directional blind spot of the unidirectional microphone unit is directed to the target sound direction, it is conceivable that the reflected wave wraps around and mixes. Further, in a normal microphone unit, since the blind spot of the directivity is not an infinite attenuation but an attenuation of about 10 to 15 db, a direct wave of a target sound may not be completely removed and may be mixed into a noise reference signal. is there. In addition, in the case of the spectrum subtraction method, a processing delay due to the frame processing occurs, so that there is a problem that the method cannot be used for applications such as simultaneous communication and public address.

また、上記の従来例は、目的音とは別の騒音である加法性雑音の抑圧に主眼を置いている。上記の従来例では、目的音が壁、机や床などの反射面に反射してから到達する乗法性雑音を除去することができない。従って、マイクロホン装置を実際に使用する音場における反射等の影響によって、目的音の周波数特性が歪んでしまうおそれがあった。そのため、特に音声認識などの用途では、認識時のマッチングに不整合を発生するという誤認識の問題を解決することができなかった。   Further, the above-mentioned conventional example focuses on suppression of additive noise which is another noise different from the target sound. In the above conventional example, multiplicative noise that arrives after the target sound reaches a reflecting surface such as a wall, a desk, or a floor cannot be removed. Therefore, the frequency characteristics of the target sound may be distorted due to the influence of reflection or the like in a sound field where the microphone device is actually used. Therefore, particularly in applications such as speech recognition, it has not been possible to solve the problem of erroneous recognition that mismatch occurs in matching at the time of recognition.

それ故、本発明の目的は、実使用環境の複数の騒音下でも安定に動作するとともに、高S/Nを実現することができるマイクロホン装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a microphone device that can operate stably even under a plurality of noises in an actual use environment and can realize a high S / N.

また、本発明の他の目的は、目的音の反射波等に起因する乗法性雑音と、騒音に起因する加法性雑音をともに抑圧するマイクロホン装置を提供することである。   It is another object of the present invention to provide a microphone device that suppresses both multiplicative noise caused by a reflected wave of a target sound and additive noise caused by the noise.

また、本発明の他の目的は、雑音を抑圧する処理において用いられる主信号および雑音参照信号を簡易な方法で生成することである。   It is another object of the present invention to generate a main signal and a noise reference signal used in a process for suppressing noise by a simple method.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明は、目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置である。マイクロホン装置は、信号生成部と、判定部と、適応フィルタ部と、減算部と、雑音抑圧部とを備えている。信号生成部は、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する。判定部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する。適応フィルタ部は、信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、判定部によってレベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う。減算部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号から、適応フィルタ部によって生成された信号を減算する。雑音抑圧部は、主信号と、減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations. That is, the first invention is a microphone device that detects a target sound arriving from a target sound direction. The microphone device includes a signal generation unit, a determination unit, an adaptive filter unit, a subtraction unit, and a noise suppression unit. The signal generation unit indicates a main signal indicating a result of detection with sensitivity to the target sound direction and a result of detecting a sound arriving from a direction other than the target sound direction with higher sensitivity than the target sound. And a noise reference signal. The determining unit determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generating unit is larger than a predetermined value. The adaptive filter unit generates a signal indicating a signal component of a target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit by filtering the main signal generated by the signal generation unit with the adaptive filter, and performs determination. Only when the unit determines that the level ratio is larger than the predetermined value, learning of the filter coefficient is performed. The subtractor subtracts the signal generated by the adaptive filter from the noise reference signal generated by the signal generator. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal and the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit.

なお、「目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号」とは、マイクロホンユニットから出力された信号そのもののみならず、マイクロホンユニットによって検出された信号に所定の加工を加えた結果得られる信号をも含む意味である。つまり、上記主信号は、目的音方向に指向性主軸が向けられたマイクロホンユニットから出力された信号そのものであってもよいし、マイクロホンユニット(無指向性であってもよいし、所定の方向に指向性主軸が向けられていてもよい)から出力された信号を加工することによって得られた信号であってもよい。これと同様に、「他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号」とは、マイクロホンユニットから出力された信号そのものであってもよいし、マイクロホンユニットから出力された信号を加工することによって得られた信号であってもよい。   The “main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction” refers to not only the signal itself output from the microphone unit but also the signal detected by the microphone unit that has been subjected to predetermined processing. This includes signals obtained as a result. That is, the main signal may be a signal itself output from a microphone unit whose directivity main axis is directed in the target sound direction, or may be a microphone unit (which may be non-directional, The signal may be a signal obtained by processing a signal output from the directional main axis. Similarly, the “noise reference signal indicating the result of detecting a sound arriving from another direction with higher sensitivity than the target sound” may be the signal itself output from the microphone unit or the microphone unit. May be a signal obtained by processing the signal output from the.

第2の発明は、目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置である。マイクロホン装置は、信号生成部と、判定部と、適応フィルタ部と、減算部と、反射情報算出部と、反射補正部とを備えている。信号生成部は、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する。判定部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する。適応フィルタ部は、信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、判定部によってレベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う。減算部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号から、適応フィルタ部によって生成された信号を減算する。反射情報算出部は、適応フィルタ部のフィルタ係数に基づいて、目的音の直接波と反射波との到達時間差に関する情報を算出する。反射補正部は、反射情報算出部によって算出された情報に基づいて、目的音の反射波によって主信号に生じる周波数特性の歪を補正する。   A second invention is a microphone device for detecting a target sound arriving from a target sound direction. The microphone device includes a signal generation unit, a determination unit, an adaptive filter unit, a subtraction unit, a reflection information calculation unit, and a reflection correction unit. The signal generation unit indicates a main signal indicating a result of detection with sensitivity to the target sound direction and a result of detecting a sound arriving from a direction other than the target sound direction with higher sensitivity than the target sound. And a noise reference signal. The determining unit determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generating unit is larger than a predetermined value. The adaptive filter unit generates a signal indicating a signal component of a target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit by filtering the main signal generated by the signal generation unit with the adaptive filter, and performs determination. Only when the unit determines that the level ratio is larger than the predetermined value, learning of the filter coefficient is performed. The subtractor subtracts the signal generated by the adaptive filter from the noise reference signal generated by the signal generator. The reflection information calculation unit calculates information on the arrival time difference between the direct wave and the reflected wave of the target sound based on the filter coefficient of the adaptive filter unit. The reflection correction unit corrects a frequency characteristic distortion generated in the main signal due to the reflected wave of the target sound based on the information calculated by the reflection information calculation unit.

また、第3の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットとを含んでいる。第1のマイクロホンユニットは、指向性主軸が目的音方向に向けられて配置される。第2のマイクロホンユニットは、指向性の死角方向が目的音方向に向けられて配置される。   In the third invention, the signal generation unit includes a first microphone unit and a second microphone unit. The first microphone unit is arranged such that the directivity main axis is directed to the target sound direction. The second microphone unit is arranged such that the blind spot direction of the directivity is directed to the target sound direction.

また、第4の発明では、マイクロホン装置は、信号遅延部をさらに備える。信号遅延部は、信号生成部における雑音参照信号の出力端と減算部との間に設けられ、適応フィルタ部の適応フィルタの収束条件を満たすように当該雑音参照信号を遅延させる。   Further, in the fourth invention, the microphone device further includes a signal delay unit. The signal delay unit is provided between the output terminal of the noise reference signal in the signal generation unit and the subtraction unit, and delays the noise reference signal so as to satisfy the convergence condition of the adaptive filter of the adaptive filter unit.

また、第5の発明では、所定の値は変更可能である。   In the fifth aspect, the predetermined value can be changed.

また、第6の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、遅延部と、増幅部と、第1の減算部と、第2の減算部とを含む。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。遅延部は、第1のマイクロホンユニットから出力される信号を所定の遅延量だけ遅延させて出力する。増幅部は、遅延部から出力された信号を増幅する。第1の減算部は、第2のマイクロホンユニットから出力される信号から、増幅部によって増幅された信号を減算することによって、主信号を生成する。第2の減算部は、第2のマイクロホンユニットから出力される信号から、遅延部から出力された信号を減算することによって、雑音参照信号を生成する。また、第1のマイクロホンユニットの位置と第2のマイクロホンユニットの位置とを結ぶ直線は、目的音方向を向く直線と直交する。所定の遅延量は、雑音参照信号に、目的音方向以外の方向から到来する音の成分が目的音の成分よりも多く含まれるように設定される。増幅部における増幅率は、主信号と雑音参照信号との間で目的音の感度に差が生じるように設定される。   In the sixth aspect, the signal generation unit includes a first microphone unit, a second microphone unit, a delay unit, an amplification unit, a first subtraction unit, and a second subtraction unit. . The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The delay unit delays a signal output from the first microphone unit by a predetermined delay amount and outputs the signal. The amplification unit amplifies the signal output from the delay unit. The first subtraction unit generates a main signal by subtracting a signal amplified by the amplification unit from a signal output from the second microphone unit. The second subtraction unit generates a noise reference signal by subtracting the signal output from the delay unit from the signal output from the second microphone unit. Further, a straight line connecting the position of the first microphone unit and the position of the second microphone unit is orthogonal to the straight line directed to the target sound direction. The predetermined delay amount is set such that the noise reference signal contains more sound components arriving from directions other than the target sound direction than components of the target sound. The amplification factor in the amplifying unit is set such that a difference occurs in the sensitivity of the target sound between the main signal and the noise reference signal.

また、第7の発明では、マイクロホン装置は、遅延部において設定される所定の遅延量を変化させる設定部をさらに備えている。   In the seventh aspect, the microphone device further includes a setting unit that changes a predetermined delay amount set in the delay unit.

また、第8の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、合成部とを含んでいる。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。合成部は、第1および第2のマイクロホンユニットから出力される各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有するように主信号を生成するとともに、目的音方向の感度が最小となるように雑音の信号成分を生成する。   In the eighth invention, the signal generation unit includes a first microphone unit, a second microphone unit, and a synthesis unit. The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The combining unit generates a main signal based on each signal output from the first and second microphone units so as to have sensitivity in a target sound direction, and minimizes the sensitivity in the target sound direction. To generate a noise signal component.

また、第9の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、信号加算部と、信号減算部とを含んでいる。
第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットとは異なる方向に指向性主軸が向けられて配置される。信号加算部は、第1のマイクロホンユニットから出力される信号と、第2のマイクロホンユニットから出力される信号とを加算することによって主信号を生成する。信号減算部は、第1のマイクロホンユニットから出力される信号、および第2のマイクロホンユニットから出力される信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する。
In the ninth aspect, the signal generation unit includes a first microphone unit, a second microphone unit, a signal addition unit, and a signal subtraction unit.
The second microphone unit is arranged with the directivity main axis directed in a direction different from that of the first microphone unit. The signal adding unit generates a main signal by adding a signal output from the first microphone unit and a signal output from the second microphone unit. The signal subtraction unit generates a noise reference signal by subtracting one of the signal output from the first microphone unit and the signal output from the second microphone unit from the other.

また、第10の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、ステレオ信号生成部と、逆合成部と、合成部とを含んでいる。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。ステレオ信号生成部は、第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成する。逆合成部は、ステレオ信号に基づいて、各マイクロホンユニットから出力される各信号を生成する。合成部は、逆合成部によって生成された各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する。   In the tenth aspect, the signal generation unit includes a first microphone unit, a second microphone unit, a stereo signal generation unit, an inverse synthesis unit, and a synthesis unit. The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The stereo signal generation unit generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units. The inverse synthesizing unit generates each signal output from each microphone unit based on the stereo signal. The synthesizing unit, based on each signal generated by the inverse synthesizing unit, converts a main signal indicating a result of detection with sensitivity to the target sound direction and a sound arriving from a direction other than the target sound direction. A noise reference signal indicating a result of detection with higher sensitivity than the target sound is generated.

また、第11の発明では、信号生成部は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、ステレオ信号生成部と、信号加算部と、信号減算部とを含んでいる。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。ステレオ信号生成部は、第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成する。信号加算部は、ステレオ信号の右チャンネル信号と左チャンネル信号とを加算することによって主信号を生成する。信号減算部は、ステレオ信号の右チャンネル信号および左チャンネル信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する。   In the eleventh invention, the signal generation unit includes a first microphone unit, a second microphone unit, a stereo signal generation unit, a signal addition unit, and a signal subtraction unit. The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The stereo signal generation unit generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units. The signal adding unit generates a main signal by adding the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal. The signal subtraction unit generates a noise reference signal by subtracting one of the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal from the other.

また、第12の発明では、マイクロホン装置は、反射情報算出部と、反射補正部とをさらに備えている。反射情報算出部は、適応フィルタ部のフィルタ係数に基づいて、目的音の直接波と反射波との到達時間差に関する情報を算出する。反射補正部は、反射情報算出部によって算出された情報に基づいて、目的音の反射波によって主信号に生じる周波数特性の歪を補正する。また、雑音抑圧部は、反射補正部による補正後の主信号と、減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。   Further, in the twelfth aspect, the microphone device further includes a reflection information calculation unit and a reflection correction unit. The reflection information calculation unit calculates information on the arrival time difference between the direct wave and the reflected wave of the target sound based on the filter coefficient of the adaptive filter unit. The reflection correction unit corrects a frequency characteristic distortion generated in the main signal due to the reflected wave of the target sound based on the information calculated by the reflection information calculation unit. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal by using the main signal corrected by the reflection correction unit and the noise reference signal after subtraction by the subtraction unit.

また、第13の発明では、雑音抑圧部は、雑音抑圧フィルタ係数算出部と、時変係数フィルタ部とを含んでいる。雑音抑圧フィルタ係数算出部は、主信号と減算部による減算後の雑音参照信号とに基づいて、主信号から雑音の信号成分を抑圧するための雑音抑圧フィルタのフィルタ係数を算出する。時変係数フィルタ部は、雑音抑圧フィルタ係数算出部によって算出されたフィルタ係数を反映して、雑音抑圧フィルタによって主信号に対してフィルタリングを行う。   Further, in the thirteenth invention, the noise suppression unit includes a noise suppression filter coefficient calculation unit and a time-varying coefficient filter unit. The noise suppression filter coefficient calculation unit calculates a filter coefficient of a noise suppression filter for suppressing a noise signal component from the main signal based on the main signal and the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit. The time-varying coefficient filter unit performs filtering on the main signal by the noise suppression filter, reflecting the filter coefficient calculated by the noise suppression filter coefficient calculation unit.

また、第14の発明では、雑音抑圧フィルタ係数算出部は、第1の周波数分析部と、第2の周波数分析部と、パワスペクトル比演算部と、乗算部と、する係数算出部とを含んでいる。第1の周波数分析部は、主信号のパワスペクトルを算出する。第2の周波数分析部は、減算部による減算後の雑音参照信号のパワスペクトルを算出する。パワスペクトル比演算部は、判定部によってレベル比が所定の値よりも小さいと判定された場合にのみ、第1の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルと、第2の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルとのパワスペクトル比の時間平均を算出する。乗算部は、パワスペクトル比演算部によって算出されたパワスペクトル比の時間平均と、第2の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルとを乗算する。係数算出部は、第1の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルと、乗算部による乗算結果とに基づいて、雑音抑圧フィルタのフィルタ係数を算出する。   Further, in the fourteenth invention, the noise suppression filter coefficient calculation unit includes a first frequency analysis unit, a second frequency analysis unit, a power spectrum ratio calculation unit, and a multiplication unit, and a coefficient calculation unit. In. The first frequency analysis unit calculates a power spectrum of the main signal. The second frequency analysis unit calculates a power spectrum of the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit. The power spectrum ratio calculation unit calculates the power spectrum calculated by the first frequency analysis unit and the power spectrum calculated by the second frequency analysis unit only when the level ratio is determined to be smaller than the predetermined value by the determination unit. The time average of the power spectrum ratio with the power spectrum is calculated. The multiplication unit multiplies the time average of the power spectrum ratio calculated by the power spectrum ratio calculation unit and the power spectrum calculated by the second frequency analysis unit. The coefficient calculation unit calculates a filter coefficient of the noise suppression filter based on the power spectrum calculated by the first frequency analysis unit and a result of the multiplication by the multiplication unit.

また、第15の発明は、目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置である。マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、信号加算部と、信号減算部と、雑音抑圧部とを備えている。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットとは異なる方向に指向性主軸が向けられて配置される。信号加算部は、第1のマイクロホンユニットから出力される信号と、第2のマイクロホンユニットから出力される信号とを加算することによって主信号を生成する。信号減算部は、第1のマイクロホンユニットから出力される信号、および第2のマイクロホンユニットから出力される信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する。雑音抑圧部は、主信号と、雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。   A fifteenth invention is a microphone device for detecting a target sound arriving from a target sound direction. The microphone device includes a first microphone unit, a second microphone unit, a signal adding unit, a signal subtracting unit, and a noise suppressing unit. The second microphone unit is arranged with the directivity main axis directed in a direction different from that of the first microphone unit. The signal adding unit generates a main signal by adding a signal output from the first microphone unit and a signal output from the second microphone unit. The signal subtraction unit generates a noise reference signal by subtracting one of the signal output from the first microphone unit and the signal output from the second microphone unit from the other. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal and the noise reference signal.

また、第16の発明は、目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置である。マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、ステレオ信号生成部と、逆合成部と、合成部と、雑音抑圧部とを備えている。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。ステレオ信号生成部は、第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成する。逆合成部は、ステレオ信号に基づいて、各マイクロホンユニットから出力される各信号を生成する。合成部は、逆合成部によって生成された各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する。雑音抑圧部は、主信号と、雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。   A sixteenth invention is a microphone device for detecting a target sound arriving from a target sound direction. The microphone device includes a first microphone unit, a second microphone unit, a stereo signal generation unit, an inverse synthesis unit, a synthesis unit, and a noise suppression unit. The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The stereo signal generation unit generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units. The inverse synthesizing unit generates each signal output from each microphone unit based on the stereo signal. The synthesizing unit, based on each signal generated by the inverse synthesizing unit, converts a main signal indicating a result of detection with sensitivity to the target sound direction and a sound arriving from a direction other than the target sound direction. A noise reference signal indicating a result of detection with higher sensitivity than the target sound is generated. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal and the noise reference signal.

また、第17の発明は、目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置である。マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニットと、第2のマイクロホンユニットと、ステレオ信号生成部と、信号加算部と、信号減算部と、雑音抑圧部とを備えている。第2のマイクロホンユニットは、第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する。ステレオ信号生成部は、第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成する。信号加算部は、ステレオ信号の右チャンネル信号と左チャンネル信号とを加算することによって主信号を生成する。信号減算部は、ステレオ信号の右チャンネル信号および左チャンネル信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する。雑音抑圧部は、主信号と、雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。   Further, a seventeenth invention is a microphone device for detecting a target sound arriving from a target sound direction. The microphone device includes a first microphone unit, a second microphone unit, a stereo signal generation unit, a signal addition unit, a signal subtraction unit, and a noise suppression unit. The second microphone unit has the same characteristics as the first microphone unit. The stereo signal generation unit generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units. The signal adding unit generates a main signal by adding the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal. The signal subtraction unit generates a noise reference signal by subtracting one of the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal from the other. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal and the noise reference signal.

また、第18の発明は、音声記録部と、信号生成部と、判定部と、適応フィルタ部と、減算部と、雑音抑圧部と、再生部とを備えている。音声記録部は、少なくとも2種類のチャンネルの音声信号を記録する。信号生成部は、記録部に記録されている音声信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する。判定部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する。適応フィルタ部は、信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、判定部によってレベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う。減算部は、信号生成部によって生成された雑音参照信号から、適応フィルタ部によって生成された信号を減算する。雑音抑圧部は、主信号と、減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する。再生部は、雑音抑圧部によって雑音信号成分が抑圧された主信号を再生する。   Further, an eighteenth aspect includes a voice recording unit, a signal generation unit, a determination unit, an adaptive filter unit, a subtraction unit, a noise suppression unit, and a reproduction unit. The audio recording unit records audio signals of at least two types of channels. The signal generation unit includes a main signal indicating a result of detection with sensitivity to the target sound direction based on the audio signal recorded in the recording unit, and a sound arriving from a direction other than the target sound direction. And a noise reference signal that indicates the result of detecting with a higher sensitivity than the target sound. The determining unit determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generating unit is larger than a predetermined value. The adaptive filter unit generates a signal indicating a signal component of a target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit by filtering the main signal generated by the signal generation unit with the adaptive filter, and performs determination. Only when the unit determines that the level ratio is larger than the predetermined value, learning of the filter coefficient is performed. The subtractor subtracts the signal generated by the adaptive filter from the noise reference signal generated by the signal generator. The noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal and the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit. The reproduction unit reproduces the main signal whose noise signal component has been suppressed by the noise suppression unit.

また、第19の発明では、マイクロホン装置は、音声記録部に記録されている音声信号に関連する映像信号を記録する映像記録部と、映像記録部に記録されている映像信号を再生する映像再生部と、音を強調すべき方向の入力をユーザから受け付ける方向受付部とをさらに備えている。このとき、信号生成部は、方向受付部によって受け付けられた方向を目的音方向として主信号および雑音参照信号を生成する。   In the nineteenth aspect, the microphone device includes a video recording unit that records a video signal related to the audio signal recorded in the audio recording unit, and a video reproduction unit that reproduces a video signal recorded in the video recording unit. And a direction receiving unit that receives an input of a direction in which sound should be emphasized from the user. At this time, the signal generation unit generates the main signal and the noise reference signal with the direction received by the direction reception unit as the target sound direction.

第1の発明によれば、雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分が当該雑音参照信号から除去され、その後、主信号と雑音参照信号とに基づいて雑音の抑圧処理が行われる。従って、理想的な雑音参照信号を用いて雑音の抑圧処理を行うことができるので、高S/Nを実現することができる。また、第1の発明によれば、目的音以外の音はすべて雑音として抑圧することができる。従って、ある一方向の騒音だけでなく、全方向の雑音に対応することができる。   According to the first aspect, the signal component of the target sound included in the noise reference signal is removed from the noise reference signal, and thereafter, noise suppression processing is performed based on the main signal and the noise reference signal. Therefore, since noise suppression processing can be performed using an ideal noise reference signal, high S / N can be realized. According to the first aspect, all sounds other than the target sound can be suppressed as noise. Therefore, it is possible to cope with not only noise in one direction but also noise in all directions.

また、第2の発明によれば、主信号に与える反射波の影響を補正することができるので、マイクロホン装置の周囲の音場に左右されずに安定した感度対周波数特性を有するマイクロホン装置を実現することができる。また、反射物による音質の変化がないので、特に音声認識用途では、認識率の改善効果が大きい。   Further, according to the second aspect, since the influence of the reflected wave on the main signal can be corrected, a microphone device having a stable sensitivity versus frequency characteristic without being influenced by a sound field around the microphone device is realized. can do. In addition, since there is no change in sound quality due to the reflector, the effect of improving the recognition rate is particularly great for speech recognition.

また、第3の発明によれば、主信号および雑音参照信号を容易に生成することができる。さらに、2つのマイクロホンユニットは互いに接触させるまで近接して配置できるので、マイクロホン装置を小型化することができる。   According to the third aspect, the main signal and the noise reference signal can be easily generated. Further, since the two microphone units can be arranged close to each other until they come into contact with each other, the microphone device can be downsized.

また、第5の発明によれば、マイクロホン装置の収音範囲を目的音方向を中心として左右何度まで収音可能にするかを制御することができるようになる。従って、目的に応じた収音角度幅の設定を行ったり、ズームマイクの様に収音角度幅を可変にしたりすることができるようになる。   Further, according to the fifth aspect, it is possible to control how many left and right sound pickup areas of the microphone device can be picked up around the target sound direction. Therefore, it is possible to set the sound collection angle width according to the purpose, or to make the sound collection angle width variable like a zoom microphone.

また、第6の発明によれば、主信号と雑音参照信号との感度特性が、目的音方向以外の方向でほぼ一致する指向性パターンが得られる。従って、後段の雑音抑圧処理における整合性が高まり、処理後の音声品質が改善される。   According to the sixth aspect, it is possible to obtain a directivity pattern in which the sensitivity characteristics of the main signal and the noise reference signal substantially match in directions other than the target sound direction. Therefore, the consistency in the subsequent noise suppression processing is improved, and the quality of the processed speech is improved.

また、第7の発明によれば、遅延時間を変化させることによって、収音方向を制御することができる。   Further, according to the seventh aspect, the sound collection direction can be controlled by changing the delay time.

また、第9の発明によれば、例えばワンポイントステレオマイクロホンから出力される信号を利用して、主信号および雑音参照信号を得ることができる。   According to the ninth aspect, for example, a main signal and a noise reference signal can be obtained by using a signal output from a one-point stereo microphone.

また、第10および第11の発明によれば、ステレオ信号を用いて主信号および雑音参照信号を得ることができる。   According to the tenth and eleventh aspects, a main signal and a noise reference signal can be obtained using a stereo signal.

また、第12の発明によれば、加法性雑音である騒音と、乗法性雑音である反射波との双方を同時に抑圧することができる。従って、音場の影響を受けず、高S/Nでかつ常に平坦なマイクロホン周波数特性を実現することができる。   Further, according to the twelfth aspect, it is possible to simultaneously suppress both the noise that is additive noise and the reflected wave that is multiplicative noise. Therefore, it is possible to realize a microphone having a high S / N ratio and always flat frequency characteristics without being affected by the sound field.

また、第15、第16および第17の発明によれば、雑音を抑圧する処理において用いられる主信号および雑音参照信号を簡易な方法で生成することができる。例えば、従来のステレオマイクロホンの構成に簡易な処理を加えることで生成することができる。   According to the fifteenth, sixteenth, and seventeenth aspects, the main signal and the noise reference signal used in the noise suppression processing can be generated by a simple method. For example, it can be generated by adding simple processing to the configuration of a conventional stereo microphone.

(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1に係るマイクロホン装置について、図1〜図7を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図である。図1において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1と、第2のマイクロホンユニット2と、判定部10と、適応フィルタ部20と、信号減算部30と、雑音抑圧フィルタ係数算出部40と、時変係数フィルタ部50とを備えている。
(Embodiment 1)
First, a microphone device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the microphone device according to the first embodiment. In FIG. 1, the microphone device includes a first microphone unit 1, a second microphone unit 2, a determination unit 10, an adaptive filter unit 20, a signal subtraction unit 30, a noise suppression filter coefficient calculation unit 40, And a time-varying coefficient filter unit 50.

図1において、第1のマイクロホンユニット1は、単一指向性マイクロホンユニットである。第1のマイクロホンユニット1の指向性主軸は、正面方向に向けられている。第2のマイクロホンユニット2は、双指向性マイクロホンユニットである。第2のマイクロホンユニット2の指向性主軸は、正面方向に直角な方向に向けられている。なお、マイクロホン装置は、所望の方向から到来する音を検出するものであり、以下においては、検出すべき音を目的音と呼び、当該所望の方向を目的音方向と呼ぶ。実施の形態1では、正面方向が目的音方向である。   In FIG. 1, the first microphone unit 1 is a unidirectional microphone unit. The directivity main axis of the first microphone unit 1 is directed in the front direction. The second microphone unit 2 is a bidirectional microphone unit. The directivity main axis of the second microphone unit 2 is directed in a direction perpendicular to the front direction. Note that the microphone device detects sound coming from a desired direction. Hereinafter, a sound to be detected is called a target sound, and the desired direction is called a target sound direction. In the first embodiment, the front direction is the target sound direction.

判定部10は、第1のマイクロホンユニット1から出力される信号m1と、第2のマイクロホンユニット2から出力される信号m2とを入力信号として、入力信号間のレベル比に従って目的音の到来の有無を判定する。適応フィルタ部20は、フィルタ係数によって信号m1をフィルタリングした信号を出力する。信号減算部30は、適応フィルタ部20から出力される信号を信号m2から減算する。   The determination unit 10 uses the signal m1 output from the first microphone unit 1 and the signal m2 output from the second microphone unit 2 as input signals, and determines whether or not a target sound arrives according to a level ratio between the input signals. Is determined. The adaptive filter unit 20 outputs a signal obtained by filtering the signal m1 with a filter coefficient. The signal subtraction unit 30 subtracts the signal output from the adaptive filter unit 20 from the signal m2.

雑音抑圧フィルタ係数算出部40は、信号m1を主信号として入力し、第1の信号減算部30から出力される信号m3を雑音参照信号として入力する。雑音抑圧フィルタ係数算出部40は、当該主信号および当該雑音参照信号を用いて雑音抑圧のためのフィルタ特性を示すフィルタ係数を計算する。計算されたフィルタ係数は、時変係数フィルタ部50へ出力される。時変係数フィルタ部50は、信号m1を入力する。そして、入力した信号を、雑音抑圧フィルタ係数算出部40によって計算されたフィルタ係数に従ってフィルタリングして出力する。   The noise suppression filter coefficient calculation unit 40 inputs the signal m1 as a main signal, and inputs the signal m3 output from the first signal subtraction unit 30 as a noise reference signal. The noise suppression filter coefficient calculation unit 40 calculates a filter coefficient indicating a filter characteristic for noise suppression using the main signal and the noise reference signal. The calculated filter coefficients are output to the time-varying coefficient filter unit 50. The time-varying coefficient filter unit 50 receives the signal m1. Then, the input signal is filtered and output according to the filter coefficient calculated by the noise suppression filter coefficient calculation unit 40.

以上のように構成されたマイクロホン装置の動作について説明する。なお、以下の説明においては、特に説明がない場合は、目的音が到来する方向は正面方向であるとする。   The operation of the microphone device configured as described above will be described. In the following description, unless otherwise specified, the direction from which the target sound arrives is the front direction.

図1において、第1のマイクロホンユニット1は、第2のマイクロホンユニット2に近接して配置される。各マイクロホンユニット1および2を近接して配置することによって、第2のマイクロホンユニット2は、第1のマイクロホンユニット1とほぼ同一位置で、目的音以外の音(すなわち騒音)を収音することができる。実施の形態1に係るマイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1に混入する騒音を時変係数フィルタ部50によって抑圧することによって、高S/Nの収音を実現するものである。その際に、信号m2は雑音参照信号として用いられる。従って、各マイクロホンユニット1および2は、同一場所の音場の収音を行うことが理想的である。つまり、各マイクロホンユニット1および2の配置は、各マイクロホンユニット1および2の指向性の形成に互いに影響を与えないことを条件として、各マイクロホンユニット1および2を接触させて配置することが望ましい。そのため、実施の形態1では、各マイクロホンユニット1および2を互いに近接して配置しているのである。   In FIG. 1, a first microphone unit 1 is arranged close to a second microphone unit 2. By arranging the microphone units 1 and 2 close to each other, the second microphone unit 2 can collect sound (ie, noise) other than the target sound at substantially the same position as the first microphone unit 1. it can. The microphone device according to the first embodiment realizes high S / N sound collection by suppressing noise mixed in the first microphone unit 1 by the time-varying coefficient filter unit 50. At that time, the signal m2 is used as a noise reference signal. Therefore, it is ideal that each of the microphone units 1 and 2 collects sound in the same sound field. That is, it is desirable that the microphone units 1 and 2 be arranged in contact with each other, provided that the microphone units 1 and 2 do not affect the formation of the directivity of the microphone units 1 and 2. Therefore, in the first embodiment, the microphone units 1 and 2 are arranged close to each other.

また、実施の形態1では、マイクロホン装置の後段(雑音抑圧フィルタ係数算出部40および時変係数フィルタ部50)において、時変係数フィルタを用いた雑音抑圧処理方式を採用している。第2のマイクロホンユニット2に目的音が混入すると、当該方式の性質上、処理後の音声に歪みやレベル低下等の悪影響が発生する。従って、当該方式を用いる場合には、雑音参照信号への目的音の混入を如何に除去するかが課題となる。そこで、実施の形態1では、雑音参照信号への目的音の混入をできるだけ少なくすることを目的として、第2のマイクロホンユニット2の指向性の死角が正面方向を向くように構成している。なお、第2のマイクロホンユニット2として双指向性マイクロホンユニットを用いている理由は、双指向性マイクロホンユニットは、死角の方向や感度減衰量等の特性に関する製造のばらつきが単一指向性ユニット等他のマイクロホンユニットと比較して少ないという特徴があるからである。   Further, in the first embodiment, a noise suppression processing method using a time-varying coefficient filter is adopted in the subsequent stage of the microphone device (the noise suppression filter coefficient calculating unit 40 and the time-varying coefficient filter unit 50). When the target sound is mixed into the second microphone unit 2, due to the nature of the method, an adverse effect such as distortion or a level drop occurs in the processed voice. Therefore, when this method is used, the problem is how to remove the target sound from being mixed into the noise reference signal. Therefore, in the first embodiment, in order to minimize mixing of the target sound into the noise reference signal, the second microphone unit 2 is configured so that the blind spot of the directivity faces the front. The reason why the bidirectional microphone unit is used as the second microphone unit 2 is that the bidirectional microphone unit has a manufacturing variation with respect to characteristics such as a blind spot direction and a sensitivity attenuation amount. This is because there is a feature that the number is smaller than that of the microphone unit.

なお、第2のマイクロホンユニット2を上記のように構成することによって、雑音参照信号への目的音の混入を抑えることができるが、雑音参照信号への目的音の混入を完全になくすことはできない。なぜなら、実際の使用環境では、マイクロホンユニットが取り付けられる筐体や、マイクロホン装置の周囲にある反射物等の音響的な影響によって、目的音の反射波が第2のマイクロホンユニット2によって検出されてしまうからである。また、目的音の反射波による影響の他、第2のマイクロホンユニット2の指向性の死角を正面方向に向けても、目的音の直接波がわずかながら検出されてしまう(目的音の消し残りがある)からである。以上のような理由で、信号m2には目的音の成分が混入してしまう。そこで、実施の形態1では、判定部10、適応フィルタ部20、および第1の信号減算部30によってキャンセラを構成する。このキャンセラによって、雑音参照信号へ混入する目的音の成分を除去する。これによって、理想的な雑音参照信号、すなわち、目的音が混入していない雑音参照信号を得ることができる。   By configuring the second microphone unit 2 as described above, the mixing of the target sound into the noise reference signal can be suppressed, but the mixing of the target sound into the noise reference signal cannot be completely eliminated. . Because, in an actual use environment, a reflected wave of a target sound is detected by the second microphone unit 2 due to an acoustic influence of a housing in which the microphone unit is mounted, a reflector around the microphone device, or the like. Because. Further, in addition to the influence of the reflected wave of the target sound, even if the blind spot of the directivity of the second microphone unit 2 is directed in the front direction, the direct wave of the target sound is detected to a small extent. Because there is). For the above reasons, the target sound component is mixed in the signal m2. Therefore, in the first embodiment, a canceller is configured by the determination unit 10, the adaptive filter unit 20, and the first signal subtraction unit 30. With this canceller, the component of the target sound mixed into the noise reference signal is removed. This makes it possible to obtain an ideal noise reference signal, that is, a noise reference signal in which the target sound is not mixed.

また、図1において、第1のマイクロホンユニット1から出力される信号は、雑音の成分よりも目的音の成分の割合が高い。実施の形態1に係るマイクロホン装置は、上記キャンセラにおける波形の等化処理において、信号m2に混入する目的音成分の信号に信号m1を適応等化させる。つまり、雑音参照信号に含まれる目的音成分の信号に主信号を等化させる。これによって、キャンセラを精度よく動作させることができる。   In FIG. 1, the signal output from the first microphone unit 1 has a higher ratio of the target sound component than the noise component. The microphone device according to the first embodiment adaptively equalizes the signal m1 to the signal of the target sound component mixed in the signal m2 in the waveform equalization processing in the canceller. That is, the main signal is equalized to the signal of the target sound component included in the noise reference signal. This allows the canceller to operate with high accuracy.

さらに、実施の形態1では、上記キャンセラの適応フィルタ部20は、目的音が十分大きく発生している場合にのみ、適応フィルタの学習動作を行う。具体的には、目的音が騒音よりも大きいか否かが判定部10によって検出される。適応フィルタ部20は、判定部10の検出結果に応じて、適応フィルタの学習動作を行う。これによって、適応フィルタ部20のフィルタ係数を安定に収束させることができる。なお、判定部10は、音の到来方向およびレベルの双方を検出する必要がある。判定部10の詳細な構成については後述する(図2参照)。   Furthermore, in the first embodiment, the adaptive filter unit 20 of the canceller performs the adaptive filter learning operation only when the target sound is generated sufficiently large. Specifically, the determination unit 10 detects whether the target sound is louder than the noise. The adaptive filter unit 20 performs an adaptive filter learning operation according to the detection result of the determination unit 10. This allows the filter coefficients of the adaptive filter unit 20 to stably converge. Note that the determination unit 10 needs to detect both the arrival direction and the level of the sound. The detailed configuration of the determination unit 10 will be described later (see FIG. 2).

次に、マイクロホン装置の各構成要素の詳細な構成とともに動作の詳細について説明する。図2は、図1に示す判定部の構成を示す図である。図2において、判定部10は、第1の信号レベル算出部11と、第2の信号レベル算出部12と、信号除算部13と、目的音到来判定部14とを備えている。   Next, the details of the operation together with the detailed configuration of each component of the microphone device will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the determination unit illustrated in FIG. 2, the determination unit 10 includes a first signal level calculation unit 11, a second signal level calculation unit 12, a signal division unit 13, and a target sound arrival determination unit 14.

図2において、第1の信号レベル算出部11は、信号m1を入力として、信号m1の信号レベルの短時間平均を算出し、第1の信号レベルx1aを出力する。第2の信号レベル算出部12は、信号m2を入力として、信号m2の信号レベルの短時間平均を算出し、第2の信号レベルx2aを出力する。信号除算部13は、第1の信号レベルx1aと第2の信号レベルx2aとの信号比率(レベル比)を求める。具体的には、信号除算部13は、Va=x1a/x2aの除算をすることによって信号比率Vaを出力する。目的音到来判定部14は、信号除算部13からの出力に基づいて、目的音が十分大きく発生しているか否か、すなわち、目的音が騒音よりも大きいか否かを判定する。具体的には、目的音到来判定部14は、信号比率Vaと所定のしきい値th1との大小関係を比べ、当該大小関係を示す判定結果Vxを出力する。より具体的には、Vxは、信号比率Vaが所定のしきい値th1よりも大きいことを示す値(ここでは、“1”とする)と、信号比率Vaが所定のしきい値th1以下であることを示す値(ここでは、“0”とする)という2値の値をとる。   In FIG. 2, a first signal level calculator 11 receives a signal m1 as an input, calculates a short-time average of signal levels of the signal m1, and outputs a first signal level x1a. The second signal level calculator 12 receives the signal m2 as an input, calculates a short-term average of the signal levels of the signal m2, and outputs a second signal level x2a. The signal divider 13 calculates a signal ratio (level ratio) between the first signal level x1a and the second signal level x2a. Specifically, the signal divider 13 outputs the signal ratio Va by dividing Va = x1a / x2a. Based on the output from the signal divider 13, the target sound arrival determiner 14 determines whether the target sound is generated sufficiently louder, that is, whether the target sound is louder than the noise. Specifically, the target sound arrival determination unit 14 compares the magnitude relationship between the signal ratio Va and the predetermined threshold th1, and outputs a determination result Vx indicating the magnitude relationship. More specifically, Vx is a value indicating that the signal ratio Va is greater than a predetermined threshold th1 (here, “1”), and Vx is a value indicating that the signal ratio Va is equal to or less than the predetermined threshold th1. It takes a binary value of a value indicating that there is (here, “0”).

図2において、まず、θ0方向(正面方向)から到来する音が支配的である場合を考える。ここで、「θ0方向からの音が支配的である」とは、θ0方向から到来する音が他の方向から到来する音に比べて非常に大きく、他の方向から到来する音が無視できるほど小さいことを意味する。この場合、正面方向に一致するθ0方向は、第1のマイクロホンユニット1の最大感度方向であり、第2のマイクロホンユニットの最小感度の方向である。従って、第1の信号レベルx1aの値は(後述する場合と比べて相対的に)大きく、第2の信号レベルx2aの値は(後述する場合と比べて相対的に)小さくなる。従って、この場合、信号比率Va(=x1a/x2a)は(後述する場合と比べて相対的に)大きな値となる。   In FIG. 2, first, consider a case where the sound coming from the θ0 direction (front direction) is dominant. Here, “the sound coming from the θ0 direction is dominant” means that the sound coming from the θ0 direction is much larger than the sound coming from the other direction, and the sound coming from the other direction can be ignored. Means small. In this case, the θ0 direction coinciding with the front direction is the direction of the maximum sensitivity of the first microphone unit 1 and the direction of the minimum sensitivity of the second microphone unit. Therefore, the value of the first signal level x1a is large (relative to the case described later), and the value of the second signal level x2a is small (relative to the case described later). Therefore, in this case, the signal ratio Va (= x1a / x2a) has a large value (relative to the case described later).

次に、θ1方向から到来する音が支配的である場合を考える。ここで、第1のマイクロホン1の指向特性は、指向性主軸がθ0方向に向けられた単一指向性である。また、第2のマイクロホン2の指向特性は、指向性主軸がθ2方向に向けられた双指向性である。従って、θ1方向から到来する音が支配的である場合、θ0方向から到来する音が支配的である場合に比べて、第1の信号レベルx1aの値は減少し、第2の信号レベルx2aの値は増加する。その結果、信号比率Vaは、θ0方向から到来する音が支配的である場合に比べて小さくなる。また、支配的である音の方向がθ1方向からθ2方向へと移った場合、第1の信号レベルx1aの値はさらに減少し、第2の信号レベルx2aの値はさらに増加する。その結果、信号比率Vaは、θ0方向から到来する音が支配的である場合に比べて小さくなる。   Next, consider the case where the sound coming from the θ1 direction is dominant. Here, the directivity of the first microphone 1 is unidirectional with the main directivity axis directed in the θ0 direction. The directional characteristics of the second microphone 2 are bidirectional with the main axis of directivity directed in the θ2 direction. Therefore, when the sound arriving from the θ1 direction is dominant, the value of the first signal level x1a decreases, and the value of the second signal level x2a becomes lower than when the sound arriving from the θ0 direction is dominant. The value increases. As a result, the signal ratio Va becomes smaller than when the sound coming from the θ0 direction is dominant. When the direction of the dominant sound shifts from the θ1 direction to the θ2 direction, the value of the first signal level x1a further decreases, and the value of the second signal level x2a further increases. As a result, the signal ratio Va becomes smaller than when the sound coming from the θ0 direction is dominant.

次に、θ3方向から到来する音が支配的である場合を考える。ここで、双方のマイクロホンユニット1および2についてθ3方向は指向性の死角となる方向である。第1の信号レベルx1aおよび第2の信号レベルx2aともに小さくなり、その結果、信号比率Vaは大きな値にはならない。   Next, consider the case where the sound coming from the θ3 direction is dominant. Here, for both microphone units 1 and 2, the θ3 direction is a direction in which the directivity becomes a blind spot. Both the first signal level x1a and the second signal level x2a decrease, and as a result, the signal ratio Va does not become a large value.

図3は、支配的である音の方向がθ1〜θ3方向である場合における音声検出の状態の例を示す図である。第1の信号レベルx1a、第2の信号レベルx2a、および信号比率Vaの波形は、図3に示す信号波形となる。ここで、しきい値th1を図3に示すレベルに設定することによって、θ0方向の音が支配的であることを判定結果Vxとして検出することができる。すなわち、しきい値th1を図3に示すレベルに設定すると、θ0方向の音が支配的である場合のみ、判定結果Vxの値が“1”となる。実施の形態1では、正面方向(θ0方向)から到来する音を目的音とするので、目的音が支配的であることをVxの値によって検出することができる。なお、θ0方向から到来する音のみならず、θ1方向から到来する音も目的音とする場合には、しきい値を図3に示すth2とすればよい。しきい値をth2とすれば、θ0方向の音だけでなく、θ1方向の音が支配的である場合にも、Vxの値が“1”となる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a sound detection state when the dominant sound directions are the θ1 to θ3 directions. The waveforms of the first signal level x1a, the second signal level x2a, and the signal ratio Va are the signal waveforms shown in FIG. Here, by setting the threshold value th1 to the level shown in FIG. 3, it can be detected that the sound in the θ0 direction is dominant as the determination result Vx. That is, when the threshold value th1 is set to the level shown in FIG. 3, the value of the determination result Vx becomes “1” only when the sound in the θ0 direction is dominant. In the first embodiment, since the sound arriving from the front direction (θ0 direction) is set as the target sound, it can be detected from the value of Vx that the target sound is dominant. When not only the sound arriving from the θ0 direction but also the sound arriving from the θ1 direction is the target sound, the threshold may be set to th2 shown in FIG. Assuming that the threshold value is th2, the value of Vx becomes “1” not only when the sound in the θ0 direction but also in the θ1 direction is dominant.

次に、適応フィルタ部20および信号減算部30において、雑音参照信号(信号m2)に混入する目的音を除去する動作について説明する。適応フィルタ部20は、適応フィルタによって、信号m2に含まれる目的音成分の信号に信号m1を等化させる。つまり、適応フィルタ部20は、信号m2に含まれる目的音成分の信号を信号m1から生成する。なお、適応フィルタの方式としては、例えばLMS法(学習同定法)等を用いることができる。信号減算部30は、適応フィルタ部20によって生成された信号を信号m2から減算する。その結果、信号m3は、目的音成分が除去された雑音参照信号となる。   Next, the operation of removing the target sound mixed in the noise reference signal (signal m2) in the adaptive filter unit 20 and the signal subtraction unit 30 will be described. The adaptive filter unit 20 equalizes the signal m1 to the signal of the target sound component included in the signal m2 by the adaptive filter. That is, the adaptive filter unit 20 generates a signal of the target sound component included in the signal m2 from the signal m1. In addition, as a method of the adaptive filter, for example, an LMS method (learning identification method) or the like can be used. The signal subtraction unit 30 subtracts the signal generated by the adaptive filter unit 20 from the signal m2. As a result, the signal m3 becomes a noise reference signal from which the target sound component has been removed.

ここで、適応フィルタ部20は、判定部10による判定結果Vxに応じて、フィルタ係数の学習を行うか否かを決定する。具体的には、判定部10によって目的音が支配的であると判定された場合、すなわち、判定結果Vxが“1”を示す場合、適応フィルタ部20は学習を行う。一方、判定部10によって目的音が支配的でないと判定された場合、すなわち、判定結果Vxが“0”を示す場合、適応フィルタ部20は学習を行わない。   Here, the adaptive filter unit 20 determines whether to learn the filter coefficient according to the determination result Vx by the determination unit 10. Specifically, when the determination unit 10 determines that the target sound is dominant, that is, when the determination result Vx indicates “1”, the adaptive filter unit 20 performs learning. On the other hand, when the determination unit 10 determines that the target sound is not dominant, that is, when the determination result Vx indicates “0”, the adaptive filter unit 20 does not perform learning.

まず、目的音が支配的である場合を考える。この場合、適応フィルタ部20は学習を行う。ここで、目的音が支配的である場合、雑音は無視することができるので、第2のマイクロホンユニット2は雑音を検出せず、目的音の成分(目的音の反射波や、目的音の直接波の消し残り等の成分)のみを検出するとみなすことができる。つまり、信号m2は、騒音の成分を含まず、目的音の成分のみを含むとみなすことができる。この場合においては、適応フィルタ部20は、信号m1をフィルタリングした結果として信号m2を出力すればよい。つまり、信号m3が0となるようにフィルタ係数の学習を行えばよい。この学習の結果、適応フィルタ部20は、信号m1に基づいて信号m2に含まれる目的音成分の信号を生成するためのフィルタ係数を高い精度で得ることができる。   First, consider the case where the target sound is dominant. In this case, the adaptive filter unit 20 performs learning. Here, when the target sound is dominant, the noise can be neglected, so the second microphone unit 2 does not detect the noise, and the component of the target sound (a reflected wave of the target sound or a direct sound of the target sound). It can be considered that only the component (e.g., remaining wave cancellation) is detected. That is, the signal m2 can be regarded as including only the target sound component without including the noise component. In this case, adaptive filter section 20 may output signal m2 as a result of filtering signal m1. That is, the learning of the filter coefficient may be performed so that the signal m3 becomes 0. As a result of this learning, the adaptive filter unit 20 can obtain a filter coefficient for generating a signal of the target sound component included in the signal m2 based on the signal m1 with high accuracy.

一方、目的音が支配的でない場合を考える。この場合、信号m2は、目的音の成分に加えて、無視できない大きさの雑音成分を含むことになる。従って、この場合、適応フィルタ部20は、信号m3が0となるようにフィルタ係数の学習を行っても、適切なフィルタ係数を得ることができない。すなわち、信号m1に基づいて信号m2に含まれる目的音成分の信号を生成するためのフィルタ係数を得ることができない。さらに、このような場合に学習を行うと、フィルタ係数が発散してしまうおそれもある。以上の理由から、適応フィルタ部20は、フィルタ係数の学習を行うべきでない。そこで、適応フィルタ部20は、目的音が支配的でない場合には学習を行わないようにするのである。   On the other hand, consider a case where the target sound is not dominant. In this case, the signal m2 includes a noise component having a magnitude that cannot be ignored in addition to the component of the target sound. Therefore, in this case, even if the adaptive filter unit 20 learns the filter coefficient so that the signal m3 becomes 0, it cannot obtain an appropriate filter coefficient. That is, it is impossible to obtain a filter coefficient for generating a signal of the target sound component included in the signal m2 based on the signal m1. Further, if learning is performed in such a case, the filter coefficients may diverge. For the above reason, the adaptive filter unit 20 should not learn the filter coefficients. Therefore, the adaptive filter unit 20 does not perform learning when the target sound is not dominant.

以上のように、適応フィルタの学習は、判定部10の判定結果を用いることによって、目的音の大きさが周囲の騒音に比較して大きな場合にのみ行われる。これによって、適応フィルタ部20は、フィルタ係数を安定に収束させることができる。   As described above, learning of the adaptive filter is performed only when the magnitude of the target sound is larger than the surrounding noise by using the determination result of the determination unit 10. Thereby, the adaptive filter unit 20 can stably converge the filter coefficients.

以上のように、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、まず、各マイクロホンユニット1および2の指向特性を利用した前処理として、目的音と騒音とをある程度分離する。その上で、上記キャンセラを利用することによって、各マイクロホンユニット1および2を利用した構成では抑圧しきれない、騒音参照信号へ混入した目的音成分を除去する。以上によって、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、理想的な雑音参照信号を得ることができる。   As described above, the microphone device according to the first embodiment first separates a target sound and a noise to some extent as preprocessing using the directional characteristics of each of the microphone units 1 and 2. Then, by using the canceller, the target sound component mixed in the noise reference signal, which cannot be completely suppressed by the configuration using the microphone units 1 and 2, is removed. As described above, the microphone device according to Embodiment 1 can obtain an ideal noise reference signal.

なお、仮に、各マイクロホンユニット1および2の指向特性を利用した前処理を行わずに、キャンセラの構成のみによって雑音参照信号を得ようとする場合には、次のような短所がある。騒音が発生している環境下では目的音の検出が困難となることから、学習制御の精度が悪くなるという短所がある。また、マイクロホンユニットの指向性を用いた目的音の強調が行われないことから、学習信号(目的音)の相関が低下し、フィルタ係数の収束が困難になるといった短所がある。   Note that if a noise reference signal is to be obtained only by the configuration of the canceller without performing preprocessing using the directional characteristics of the microphone units 1 and 2, there are the following disadvantages. In an environment where noise is generated, it is difficult to detect a target sound, and therefore, there is a disadvantage that learning control accuracy is deteriorated. Further, since the target sound is not emphasized using the directivity of the microphone unit, there is a disadvantage that the correlation of the learning signal (target sound) is reduced and the convergence of the filter coefficient becomes difficult.

次に、雑音抑圧フィルタ係数算出部40および時変係数フィルタ部50によって、主信号(信号m1)から騒音成分を抑圧する動作について説明する。なお、2入力型のスペクトル減算法を行う構成によっても、雑音抑圧フィルタ係数算出部40および時変係数フィルタ部50と同様の騒音抑圧効果が得られる。しかし、スペクトル減算法を行う場合には、スペクトルを最終的に波形信号に戻すためのフレーム処理が必要となるので、処理遅延が発生してしまう。なお、フレーム処理における信号遅延を小さくするための方法として、フレーム長を短くすることや、フレームオーバーラップを多くすること等が考えられる。しかし、前者は周波数分解能が低下する点で、また、後者は処理量が増大する点で現実的でない。そこで、実施の形態1では、処理遅延の少ない方法である、時変係数フィルタを用いた構成を採用している。   Next, an operation of suppressing a noise component from a main signal (signal m1) by the noise suppression filter coefficient calculation unit 40 and the time-varying coefficient filter unit 50 will be described. Note that the same noise suppression effect as that of the noise suppression filter coefficient calculation unit 40 and the time-varying coefficient filter unit 50 can also be obtained by the configuration that performs the two-input type spectral subtraction method. However, when the spectrum subtraction method is performed, a frame processing for finally returning a spectrum to a waveform signal is required, so that a processing delay occurs. As a method for reducing the signal delay in the frame processing, it is conceivable to shorten the frame length or increase the frame overlap. However, the former is not realistic in that the frequency resolution is reduced, and the latter is not realistic in that the processing amount is increased. Therefore, the first embodiment employs a configuration using a time-varying coefficient filter, which is a method with a small processing delay.

図4は、雑音抑圧フィルタ係数算出部40の構成例を示す図である。図4において、雑音抑圧フィルタ係数算出部40は、第1の周波数分析部41と、第2の周波数分析部42と、スペクトル比演算部43と、信号平均部44と、信号乗算部45と、フィルタ伝達特性推定部46と、インパルス応答設計部47とを備えている。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the noise suppression filter coefficient calculation unit 40. 4, the noise suppression filter coefficient calculation unit 40 includes a first frequency analysis unit 41, a second frequency analysis unit 42, a spectrum ratio calculation unit 43, a signal averaging unit 44, a signal multiplication unit 45, A filter transfer characteristic estimating unit 46 and an impulse response designing unit 47 are provided.

図4において、第1の周波数分析部41は、主信号である信号m1のパワスペクトルX(ω)を算出する。第2の周波数分析部42は、雑音参照信号である信号m3のパワスペクトルN1(ω)を算出する。ここで、各周波数分析部41および42は、FFT、フィルタバンク、ウェーブレット変換やDCT等、周波数成分のパワーを導出することができる既知の手法を用いることで実現できる。   In FIG. 4, the first frequency analysis unit 41 calculates a power spectrum X (ω) of the signal m1, which is the main signal. The second frequency analysis unit 42 calculates a power spectrum N1 (ω) of the signal m3 which is a noise reference signal. Here, each of the frequency analysis units 41 and 42 can be realized by using a known method that can derive the power of the frequency component, such as FFT, filter bank, wavelet transform, and DCT.

スペクトル比演算部43は、第1の周波数分析部41によって算出されるパワスペクトルX(ω)と、第2の周波数分析部42によって算出されるパワスペクトルN1(ω)とを入力とし、スペクトル比H(ω)=X(ω)/N1(ω)を導出する。信号平均部44は、スペクトル比演算部43によって導出されるスペクトル比H(ω)と、判定部10による判定結果Vxとを入力とする。そして、目的音より周囲騒音が支配的である場合(すなわち、Vxの値が“0”である場合)における周波数成分毎の時間平均Ha(ω)を算出する。信号乗算部45は、第2の周波数分析部42によって算出されるパワスペクトルN1(ω)と、信号平均部44によって算出される時間平均Ha(ω)とを周波数成分毎に乗算する。そして、乗算結果をNx(ω)として出力する。なお、指向性パターンが異なることやマイクロホンユニットの特性等の原因で、主信号のスペクトルX(ω)に含まれる目的音成分以外の騒音成分のスペクトルの形状やレベルは、雑音参照信号のスペクトルN1(ω)の形状やレベルと必ずしも等しくならない。以上に述べたスペクトル比演算部43、信号平均部44、および信号乗算部45は、主信号のスペクトルX(ω)に含まれる目的音成分以外の騒音成分のスペクトルと、雑音参照信号のスペクトルN1(ω)とを一致させるための構成である。従って、信号乗算部45の乗算結果として得られるNx(ω)は、主信号のスペクトルX(ω)の中に含まれる雑音成分となる。従って、このNx(ω)を、推定雑音スペクトルNx(ω)と呼ぶ。   The spectrum ratio calculation unit 43 receives the power spectrum X (ω) calculated by the first frequency analysis unit 41 and the power spectrum N1 (ω) calculated by the second frequency analysis unit 42, and H (ω) = X (ω) / N1 (ω) is derived. The signal averaging unit 44 receives as input the spectrum ratio H (ω) derived by the spectrum ratio calculation unit 43 and the determination result Vx by the determination unit 10. Then, the time average Ha (ω) is calculated for each frequency component when the ambient noise is more dominant than the target sound (that is, when the value of Vx is “0”). The signal multiplying unit 45 multiplies the power spectrum N1 (ω) calculated by the second frequency analyzing unit 42 and the time average Ha (ω) calculated by the signal averaging unit 44 for each frequency component. Then, the multiplication result is output as Nx (ω). Note that, due to the difference in the directivity pattern, the characteristics of the microphone unit, and the like, the shape and level of the spectrum of the noise component other than the target sound component included in the spectrum X (ω) of the main signal are different from the spectrum N1 of the noise reference signal. It does not always equal the shape and level of (ω). The spectrum ratio calculating section 43, the signal averaging section 44, and the signal multiplying section 45 described above include the spectrum of the noise component other than the target sound component included in the spectrum X (ω) of the main signal and the spectrum N1 of the noise reference signal. (Ω). Therefore, Nx (ω) obtained as a result of the multiplication by the signal multiplying unit 45 becomes a noise component included in the spectrum X (ω) of the main signal. Therefore, this Nx (ω) is called an estimated noise spectrum Nx (ω).

フィルタ伝達特性推定部46は、第1の周波数分析部41によって算出されるパワスペクトルX(ω)と、信号乗算部45によって算出される推定雑音スペクトルNx(ω)とを入力として、雑音抑圧フィルタの伝達特性Hw(ω)を算出する。雑音抑圧フィルタの伝達特性Hw(ω)は、例えばウィナーフィルタ法に基づき、Hw(ω)=(X(ω)−Nx(ω))/X(ω)等によって求めることができる。   The filter transfer characteristic estimation unit 46 receives the power spectrum X (ω) calculated by the first frequency analysis unit 41 and the estimated noise spectrum Nx (ω) calculated by the signal multiplication unit 45, and Is calculated. The transfer characteristic Hw (ω) of the noise suppression filter can be obtained by Hw (ω) = (X (ω) −Nx (ω)) / X (ω) based on, for example, the Wiener filter method.

インパルス応答設計部47は、フィルタ伝達特性推定部46によって算出される伝達特性Hw(ω)を目標特性とし、目標特性に対して毎サンプル漸近していくようにフィルタ係数hw(n)を出力する。   The impulse response designing unit 47 sets the transfer characteristic Hw (ω) calculated by the filter transfer characteristic estimating unit 46 as a target characteristic, and outputs a filter coefficient hw (n) so as to approach the target characteristic every sample. .

時変係数フィルタ部50は、インパルス応答設計部47から出力されるフィルタ係数hw(n)に従って、信号m1に対してフィルタリングを行い、マイクロホン装置の出力信号yを生成する。以下、図5および図6を用いて、時変係数フィルタ部50の具体的な構成例を説明する。   The time-varying coefficient filter unit 50 filters the signal m1 according to the filter coefficient hw (n) output from the impulse response design unit 47, and generates an output signal y of the microphone device. Hereinafter, a specific configuration example of the time-varying coefficient filter unit 50 will be described with reference to FIGS.

図5は、時変係数フィルタ部50の構成例を示す図である。図5において、時変係数フィルタ部50は、n個の信号遅延部と、n+1個の信号増幅部と、n個の信号加算部とを備えている。なお、図5においては、第1の信号遅延部501、第2の信号遅延部502、第nの信号遅延部503、第1の信号増幅部504、第2の信号増幅部505、第nの信号増幅部506、第1の信号加算部508、および第nの信号加算部509のみを示す。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the time-varying coefficient filter unit 50. In FIG. 5, the time-varying coefficient filter unit 50 includes n signal delay units, n + 1 signal amplification units, and n signal addition units. In FIG. 5, the first signal delay unit 501, the second signal delay unit 502, the n-th signal delay unit 503, the first signal amplifying unit 504, the second signal amplifying unit 505, and the n-th signal delay unit Only the signal amplification unit 506, the first signal addition unit 508, and the n-th signal addition unit 509 are shown.

図5において、各信号遅延部は、従属に接続され、入力した信号を1サンプル遅延させる。各信号増幅部は、入力した信号を増幅して出力する。第1の信号増幅部504は、時変係数フィルタ部50に入力される信号m1を増幅する。第2の信号増幅部505は、第1の信号遅延部501から出力される信号を増幅する。以降、第2の信号増幅部505よりも後段の信号増幅部も第2の信号増幅部505と同様の動作を行う。すなわち、第i+1の信号増幅部は、第iの信号遅延部から出力される信号を増幅する(iは、1からnまでの整数)。第1の信号加算部508は、第1の信号増幅部504から出力される信号と第2の信号増幅部505から出力される信号とを加算する。第2の信号加算部(図示していない)は、第1の信号加算部508から出力される信号と、第3の信号増幅部(図示していない)から出力される信号とを加算する。以降、第2の信号加算部(図示していない)よりも後段の信号加算部も第2の信号加算部と同様の動作を行う。すなわち、第jの信号加算部は、第j−1の信号加算部から出力される信号と、第i+1の信号増幅部から出力される信号とを加算する(jは、2からnまでの整数)。そして、第nの信号加算部509から出力される信号が、出力信号yとなる。なお、図5に示す構成は、一般的なFIR型フィルタの構成であり、第1から第n+1の信号増幅部の各係数は、インパルス応答設計部47からのフィルタ係数hw(n)に従って変化する。   In FIG. 5, each signal delay unit is cascaded and delays an input signal by one sample. Each signal amplifying unit amplifies and outputs an input signal. The first signal amplifying unit 504 amplifies the signal m1 input to the time-varying coefficient filter unit 50. Second signal amplifying section 505 amplifies the signal output from first signal delay section 501. Thereafter, the signal amplifying unit downstream of the second signal amplifying unit 505 performs the same operation as the second signal amplifying unit 505. That is, the (i + 1) th signal amplifier amplifies the signal output from the i-th signal delay unit (i is an integer from 1 to n). First signal addition section 508 adds the signal output from first signal amplification section 504 and the signal output from second signal amplification section 505. The second signal addition unit (not shown) adds the signal output from the first signal addition unit 508 and the signal output from the third signal amplification unit (not shown). After that, the signal addition unit subsequent to the second signal addition unit (not shown) performs the same operation as the second signal addition unit. That is, the j-th signal addition unit adds the signal output from the j-1st signal addition unit and the signal output from the (i + 1) -th signal amplification unit (j is an integer from 2 to n) ). Then, the signal output from the n-th signal addition unit 509 becomes the output signal y. The configuration shown in FIG. 5 is a configuration of a general FIR filter, and each coefficient of the first to (n + 1) th signal amplifiers changes according to the filter coefficient hw (n) from the impulse response design unit 47. .

図6は、時変係数フィルタ部50の他の構成例を示す図である。図6において、時変係数フィルタ部50は、n個のバンドパスフィルタと、n個の信号増幅部と、信号加算部517とを備えている。なお、図6においては、第1のバンドパスフィルタ511、第2のバンドパスフィルタ512、第nのバンドパスフィルタ513、第1の信号増幅部514、第2の信号増幅部515、第nの信号増幅部516、および信号加算部517のみを示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration example of the time-varying coefficient filter unit 50. 6, the time-varying coefficient filter unit 50 includes n band-pass filters, n signal amplifying units, and a signal adding unit 517. In FIG. 6, the first band-pass filter 511, the second band-pass filter 512, the n-th band-pass filter 513, the first signal amplifying unit 514, the second signal amplifying unit 515, and the n-th Only the signal amplifier 516 and the signal adder 517 are shown.

図6において、各バンドパスフィルタは、入力信号後段に並列に設けられ、時変係数フィルタ部50に入力される信号m1の帯域をn個に分割して出力する。各信号増幅部は、各バンドパスフィルタから出力される信号に対してそれぞれ増幅を行う。信号加算部517は、各信号増幅部から出力される信号を加算し、加算した結果を出力信号yとして出力する。なお、各信号増幅部の増幅率は、フィルタ伝達特性推定部46から出力される伝達関数Hw(ω)をもとに決定することができる。以上の構成によっても、図5と同様の効果を得ることができる。   In FIG. 6, each band-pass filter is provided in parallel at the subsequent stage of the input signal, and divides the band of the signal m1 input to the time-varying coefficient filter unit 50 into n bands and outputs the band. Each signal amplifier amplifies a signal output from each bandpass filter. The signal adder 517 adds the signals output from the respective signal amplifiers, and outputs the added result as an output signal y. The amplification factor of each signal amplifying unit can be determined based on the transfer function Hw (ω) output from the filter transfer characteristic estimating unit 46. With the above configuration, the same effect as in FIG. 5 can be obtained.

図7は、図1に示す各信号の具体例を示す図である。具体的には、第1のマイクロホンユニット1から出力される信号m1、第2のマイクロホンユニット2から出力される信号m2、第1の信号減算部30から出力される信号m3、および時変係数フィルタ部50から出力される出力信号yの具体例を示す。図7に示すように、信号m3は、信号m2から反射音等の影響が除去され、目的音以外の成分のみ、すなわち、騒音の成分のみを含む信号となっている。さらに、時変係数フィルタ部50において主信号m1と雑音参照信号m3とを用いてフィルタ処理を行うことによって、出力信号yとして目的音のみを取り出すことができる。従来の指向性マイクロホンユニットの出力であるm1と、実施の形態1のマイクロホン装置の出力信号yとを比較すると明らかなように、実施の形態1のマイクロホン装置によれば、目的音が発生している状態であるか目的音が発生していない状態であるかを問わず、周囲の騒音を大幅に抑圧することができる。   FIG. 7 is a diagram showing a specific example of each signal shown in FIG. Specifically, a signal m1 output from the first microphone unit 1, a signal m2 output from the second microphone unit 2, a signal m3 output from the first signal subtraction unit 30, and a time-varying coefficient filter A specific example of the output signal y output from the unit 50 will be described. As shown in FIG. 7, the signal m3 is a signal including only components other than the target sound, that is, only noise components, from which the influence of the reflected sound and the like is removed from the signal m2. Further, by performing a filtering process using the main signal m1 and the noise reference signal m3 in the time-varying coefficient filter section 50, only the target sound can be extracted as the output signal y. As is clear from comparison of the output m1 of the conventional directional microphone unit with the output signal y of the microphone device of the first embodiment, according to the microphone device of the first embodiment, the target sound is generated. Regardless of whether the target sound is present or the target sound is not generated, the ambient noise can be significantly suppressed.

なお、第1のマイクロホンユニット1と第2のマイクロホンユニット2との位置関係や、各マイクロホンユニット1および2の後段に設けられる各構成の回路によっては、適応フィルタ収束のための因果律を満たすことを目的として、信号減算部30と第2のマイクロホンユニット2との間に信号遅延部を設ける構成としてもよい。この信号遅延部における遅延量は、各マイクロホンユニット1および2の間の距離を音速で割った量以上とすることを目安として決定される。   Depending on the positional relationship between the first microphone unit 1 and the second microphone unit 2 and the circuit of each component provided after each of the microphone units 1 and 2, it may be necessary to satisfy the causal rule for the convergence of the adaptive filter. For the purpose, a signal delay unit may be provided between the signal subtraction unit 30 and the second microphone unit 2. The amount of delay in the signal delay unit is determined with reference to a value obtained by dividing the distance between the microphone units 1 and 2 by the speed of sound or more.

また、実施の形態1では、第1のマイクロホンユニット1として単一指向性マイクロホンユニットを用いることとしたが、無指向性マイクロホンや超指向性マイクロホンを用いてもよい。   Further, in the first embodiment, a unidirectional microphone unit is used as the first microphone unit 1, but an omnidirectional microphone or a superdirectional microphone may be used.

なお、上記においては、判定部10は判定結果Vxとして2値で表現される数値を出力した。ここで、判定部10は、多値で表現される信号比率Vaを出力としてもよい。さらに、この場合、適応フィルタ部20は、判定結果(信号比率Va)に応じて学習のスピードを変化させる。具体的には、信号比率Vaがしきい値よりも大きい場合、適応フィルタ部20は、信号比率Vaが大きくなるほど学習のスピードを上げる。より具体的には、適応フィルタ部20は、信号比率Vaが大きくなるほど、ステップゲインパラメータの値を0.5に近づける。一方、信号比率Vaがしきい値以下である場合、適応フィルタ部20は学習を行わない。より具体的には、ステップゲインパラメータの値を0にする。   In the above description, the determination unit 10 outputs a numerical value expressed in binary as the determination result Vx. Here, the determination unit 10 may output the signal ratio Va expressed in multiple values. Further, in this case, the adaptive filter unit 20 changes the learning speed according to the determination result (signal ratio Va). Specifically, when the signal ratio Va is larger than the threshold value, the adaptive filter unit 20 increases the learning speed as the signal ratio Va increases. More specifically, the adaptive filter unit 20 approaches the value of the step gain parameter to 0.5 as the signal ratio Va increases. On the other hand, when the signal ratio Va is equal to or smaller than the threshold, the adaptive filter unit 20 does not perform learning. More specifically, the value of the step gain parameter is set to 0.

以上のように、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、騒音環境下および反射音場においても理想的な雑音参照信号を得ることができる。従って、主信号と雑音参照信号とを利用した雑音抑圧部によって、従来の指向性マイクロホンに比較して大幅に収音S/Nを改善することができる。さらに、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、雑音抑圧方式として時変係数フィルタを用いた方法を採用することによって、スペクトル減算法を用いる場合に比べて処理遅延を低減することができる。従って、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、拡声用途や通話用途等、遅延の少ない処理が要求される用途にも適用することができる。   As described above, the microphone device according to Embodiment 1 can obtain an ideal noise reference signal even in a noise environment and in a reflected sound field. Therefore, the noise suppression unit using the main signal and the noise reference signal can greatly improve the sound collection S / N as compared with the conventional directional microphone. Further, the microphone device according to the first embodiment can reduce the processing delay by employing a method using a time-varying coefficient filter as the noise suppression method, as compared with the case of using the spectrum subtraction method. Therefore, the microphone device according to the first embodiment can be applied to applications requiring low delay processing, such as loudspeaker applications and speech applications.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係るマイクロホン装置について、図8と図9を用いて説明する。なお、実施の形態1に係るマイクロホン装置は、目的音を検出する際に混入する騒音を抑制することを目的とするものであった。実施の形態2に係るマイクロホン装置は、目的音の反射波が検出されることによる目的音の周波数特性歪みを補正することを目的とするものである。
(Embodiment 2)
Next, a microphone device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the microphone device according to the first embodiment aims at suppressing noise mixed in when a target sound is detected. The microphone device according to the second embodiment aims to correct frequency characteristic distortion of a target sound due to detection of a reflected wave of the target sound.

図8において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1と、第2のマイクロホンユニット2と、判定部10と、適応フィルタ部20と、信号減算部30と、反射情報算出部60と、反射補正部70とを備えている。なお、図8において、実施の形態1と同様の構成要素については、図1と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。   8, the microphone device includes a first microphone unit 1, a second microphone unit 2, a determination unit 10, an adaptive filter unit 20, a signal subtraction unit 30, a reflection information calculation unit 60, a reflection correction unit And a unit 70. In FIG. 8, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description is omitted.

図8において、反射情報算出部60には、適応フィルタ部20のフィルタ係数が入力される。反射情報算出部60は、入力されたフィルタ係数を用いて、反射物の有無や、距離、影響度を推定する。反射補正部70は、信号m1を入力として、反射情報算出部60の推定結果に基づいて、目的音の反射の影響によって信号m1に生じている周波数特性歪みを補正する。   In FIG. 8, a filter coefficient of the adaptive filter unit 20 is input to the reflection information calculation unit 60. The reflection information calculation unit 60 estimates the presence or absence of a reflection object, the distance, and the degree of influence using the input filter coefficient. The reflection correction unit 70 receives the signal m1 as input, and corrects the frequency characteristic distortion generated in the signal m1 due to the influence of the reflection of the target sound based on the estimation result of the reflection information calculation unit 60.

以下、実施の形態2に係るマイクロホン装置について動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the microphone device according to Embodiment 2 will be described.

図8に示すマイクロホン装置においては、信号m1が主信号となる。ここで、第1のマイクロホンユニット1の指向性が単一指向性である場合、第1のマイクロホンユニット1の指向性は、目的音の反射波を除去できるほど鋭くない。従って、反射物がマイクロホン装置の近傍に存在した場合、目的音の直接波以外に反射波が同時に収音されるので、検出される音の周波数特性が目的音の直接波と反射波との干渉によって乱れることになる。実施の形態2に係るマイクロホン装置は、反射波の情報が適応フィルタ部20のフィルタ係数に表れることを利用して、目的音の反射の影響によって歪んだ周波数特性を補正する。これによって、検出される音の周波数特性の自動補正が可能となる。   In the microphone device shown in FIG. 8, the signal m1 is the main signal. Here, when the directivity of the first microphone unit 1 is unidirectional, the directivity of the first microphone unit 1 is not sharp enough to remove the reflected wave of the target sound. Therefore, when a reflected object is present near the microphone device, the reflected wave is simultaneously picked up in addition to the direct wave of the target sound, so that the frequency characteristic of the detected sound is the interference between the direct wave of the target sound and the reflected wave. Will be disturbed. The microphone device according to the second embodiment corrects the frequency characteristic distorted by the influence of the reflection of the target sound by using the fact that the information of the reflected wave appears in the filter coefficient of the adaptive filter unit 20. This enables automatic correction of the frequency characteristics of the detected sound.

前述のように、適応フィルタ部20は、信号m2に混入する目的音成分、すなわち、不完全な指向性による目的音の消し残り成分、および、目的音の反射波成分の信号を生成する。つまり、目的音の直接波の成分を多く含む信号m1から、目的音の反射波の成分を多く含む信号m2への伝達特性(インパルス応答)は、適応フィルタ部20のフィルタ係数に表現されていることになる。従って、このフィルタ係数からその係数のピークを検出することによって、マイクロホンユニットの位置における目的音の直接波が到来する時刻と反射波が到来する時刻との時間差dt(sec)や、反射波を表すピークレベルLrや、反射の強さがわかる。さらに、時間差dtから、目的音の反射波が到来する経路と、直接波が到来する経路との距離差dt×c(ただし、cは音速)がわかる。   As described above, the adaptive filter unit 20 generates a signal of a target sound component mixed in the signal m2, that is, a signal of a residual component of the target sound due to imperfect directivity and a reflected wave component of the target sound. That is, the transfer characteristic (impulse response) from the signal m1 containing many components of the direct wave of the target sound to the signal m2 containing many components of the reflected wave of the target sound is expressed by the filter coefficient of the adaptive filter unit 20. Will be. Therefore, by detecting the peak of the coefficient from the filter coefficient, the time difference dt (sec) between the time at which the direct wave of the target sound arrives at the position of the microphone unit and the time at which the reflected wave arrives, and the reflected wave are represented. The peak level Lr and the intensity of reflection can be understood. Further, from the time difference dt, the distance difference dt × c (where c is the sound speed) between the path where the reflected wave of the target sound arrives and the path where the direct wave arrives can be found.

ここで、波長が当該距離差と等しくなる(波長λがλ=dt×cの関係を満たす)周波数の音については、直接波と反射波とが同位相で加算されるので、マイクロホンユニットで検出される音圧レベルが上がる。逆に、波長が当該距離差の1/2と等しくなる(波長λがλ/2=dt×cの関係を満たす)周波数の音については、直接波と反射波とが逆位相となるので、マイクロホンユニットで検出される音圧レベルが下がり、主信号の周波数特性においてディップが発生する。また、反射面で完全反射が起こっているとすれば、第1のマイクロホンユニット1から出力される信号には、fa(=c/λ=1/dt)を基本周波数とする高調波部分が強調される、くし型フィルタ状の周波数特性が現れる。   Here, for a sound having a frequency whose wavelength is equal to the distance difference (the wavelength λ satisfies the relationship of λ = dt × c), the direct wave and the reflected wave are added in the same phase, and are detected by the microphone unit. The sound pressure level is increased. Conversely, for a sound having a frequency whose wavelength is equal to one half of the distance difference (the wavelength λ satisfies the relationship of λ / 2 = dt × c), the direct wave and the reflected wave have opposite phases. The sound pressure level detected by the microphone unit decreases, and a dip occurs in the frequency characteristics of the main signal. Assuming that perfect reflection occurs on the reflecting surface, the signal output from the first microphone unit 1 emphasizes a harmonic portion having a fundamental frequency of fa (= c / λ = 1 / dt). A comb-like frequency characteristic appears.

図9は、反射物がある場合と反射物がない場合とにおけるマイクロホン装置の内部状態の相違を説明する図である。図9においては、反射物がある場合と反射物がない場合について、マイクロホンユニット、目的音源(話者)、および反射物の位置関係と、適応フィルタ部20における適応フィルタ係数hadf(n)の値と、信号m1の周波数特性とが示されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating a difference in the internal state of the microphone device between when there is a reflective object and when there is no reflective object. In FIG. 9, the positional relationship between the microphone unit, the target sound source (speaker), and the reflective object, and the value of the adaptive filter coefficient hadf (n) in the adaptive filter unit 20 for the case where there is a reflective object and the case where there is no reflective object And the frequency characteristics of the signal m1.

図9において、(a1)に示すような話者およびマイクロホンユニットの近傍に反射物がない状態においては、(a2)に示すように、適応フィルタ部20のフィルタ係数には、反射波の影響は現れない。さらに、(a3)に示すように、主信号の周波数特性の形状は、比較的平坦になる。一方、(b1)に示すような話者およびマイクロホンの近傍に反射物がある状態においては、(b2)に示すように、適応フィルタ部20のフィルタ係数は、上記時間差dtの部分の値が大きくなる。さらに、(b3)に示すように、主信号の周波数特性に関しても、マイクロホン、目的音源、および反射物の位置関係に応じた周波数特性の歪みが生じている。   In FIG. 9, when there is no reflector near the speaker and the microphone unit as shown in (a1), as shown in (a2), the filter coefficient of the adaptive filter unit 20 is not affected by the reflected wave. It does not appear. Further, as shown in (a3), the shape of the frequency characteristic of the main signal becomes relatively flat. On the other hand, in a state where there is a reflector near the speaker and the microphone as shown in (b1), as shown in (b2), the filter coefficient of the adaptive filter unit 20 has a large value in the time difference dt portion. Become. Further, as shown in (b3), the frequency characteristic of the main signal is also distorted according to the positional relationship between the microphone, the target sound source, and the reflector.

以上より、適応フィルタの係数ピークから、上記時間差dtや影響度Lrを算出することができる。さらに、これらを用いて、反射波の影響で歪んだ周波数特性の補正量を推定することができる。なお、実際には、特に高音域では、反射面で完全反射が起こっているとみなすことはできない。反射面で完全反射が起こっているとみなすことができない場合には、反射面の反射特性を仮定して、デコンボリューションのフィルタ設計を行うことが考えられる。また、簡易的に低域特性のみに着目して、1波長が距離差に等しい周波数(fa=1/dt)や、1/2波長が距離差に等しい周波数(fb=1/2dt)等の周波数に対して、例えば、以下の式で補正ゲインを算出する。
中心周波数fa:補正ゲイン=−β1・20log(1+α1・Lr)(dB)
中心周波数fb:補正ゲイン=+β2・20log(1−α2・Lr)(dB)
この場合、反射情報算出部60からの情報に基づいて中心周波数とバンド幅とゲインとを調整することが可能なイコライザによって、反射補正部70の補正特性Hr(ω)を実現できる。
As described above, the time difference dt and the degree of influence Lr can be calculated from the coefficient peak of the adaptive filter. Further, using these, it is possible to estimate the correction amount of the frequency characteristic that is distorted by the influence of the reflected wave. In practice, especially in a high-frequency range, it cannot be considered that complete reflection occurs on the reflection surface. If it cannot be considered that complete reflection occurs on the reflecting surface, it is conceivable to design a deconvolution filter on the assumption of the reflecting characteristics of the reflecting surface. In addition, focusing only on the low-frequency characteristic for simplicity, a frequency (fa = 1 / dt) in which one wavelength is equal to the distance difference, a frequency (fb = 1 / 2dt) in which 1/2 wavelength is equal to the distance difference, and the like. For the frequency, for example, a correction gain is calculated by the following equation.
Center frequency fa: correction gain = −β1 · 20log (1 + α1 · Lr) (dB)
Center frequency fb: correction gain = + β2 · 20log (1−α2 · Lr) (dB)
In this case, the correction characteristic Hr (ω) of the reflection correction unit 70 can be realized by an equalizer that can adjust the center frequency, the bandwidth, and the gain based on the information from the reflection information calculation unit 60.

なお、例えばカーナビゲーションの音声認識用途でマイクロホン装置を使用する場合等、使用環境が限定できる場合、適応フィルタ部20のフィルタ係数の検出精度を高めることができる。具体的には、初期反射成分のみを対象とし、反射面位置から算出した反射波遅延量に基づいてフィルタ係数の最大値の探索範囲を限定する。   When the use environment can be limited, for example, when the microphone device is used for voice recognition of car navigation, the detection accuracy of the filter coefficient of the adaptive filter unit 20 can be improved. Specifically, only the initial reflection component is targeted, and the search range of the maximum value of the filter coefficient is limited based on the reflected wave delay calculated from the reflection surface position.

また、フィルタ係数の最大値は、マイクロホンユニットの指向性タイプによっては、指向性ローブの極性によって、反射波によるピークが正負のどちらに発生するかが反射波の到来方向に依存する場合がある。その様な構成のときには係数の絶対値に対して最大値を探索する必要がある。   Depending on the directivity type of the microphone unit, the maximum value of the filter coefficient may depend on the direction of the reflected wave, depending on the polarity of the directional lobe, whether the peak due to the reflected wave is positive or negative. In such a configuration, it is necessary to search for the maximum value for the absolute value of the coefficient.

以上のように、実施の形態2によれば、目的音の反射波の影響で歪む周波数特性を補正することができる。それ故、どの様な使用環境(音場)においても安定して平坦な音圧感度対周波数特性が得られるマイクロホン装置を実現することができる。従って、実施の形態2によれば、通話や拡声においては音質改善を図ることができる。また、特に音声認識用途では反射波が及ぼす周波数特性歪みが誤認識の要因の一つであったが、実施の形態2の構成によって、近傍の反射物の在り無しにかかわらず安定して高い音声認識率を実現することができるようになる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to correct the frequency characteristic that is distorted by the influence of the reflected wave of the target sound. Therefore, it is possible to realize a microphone device that can stably obtain a flat sound pressure sensitivity versus frequency characteristic in any use environment (sound field). Therefore, according to the second embodiment, it is possible to improve the sound quality in a telephone call or loudspeaking. In addition, particularly in speech recognition applications, the frequency characteristic distortion caused by the reflected wave is one of the factors of erroneous recognition. However, according to the configuration of the second embodiment, a stable high speech is obtained regardless of the presence or absence of a nearby reflective object. The recognition rate can be realized.

(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係るマイクロホン装置について、図10および図11を用いて説明する。実施の形態3に係るマイクロホン装置は、実施の形態1の構成と実施の形態2の構成とを結合した構成である。
(Embodiment 3)
Next, a microphone device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. The microphone device according to the third embodiment has a configuration in which the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment are combined.

図10は、実施の形態3に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図である。図10において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1と、第2のマイクロホンユニット2と、判定部10と、適応フィルタ部20と、信号減算部30と、雑音抑圧フィルタ係数算出部40と、時変係数フィルタ部50と、反射情報算出部60と、反射補正部70とを備えている。なお、図10において、実施の形態1または2と同様の構成要素については、図1または図8と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。   FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the microphone device according to Embodiment 3. In FIG. 10, the microphone device includes a first microphone unit 1, a second microphone unit 2, a determination unit 10, an adaptive filter unit 20, a signal subtraction unit 30, a noise suppression filter coefficient calculation unit 40, It includes a time-varying coefficient filter section 50, a reflection information calculation section 60, and a reflection correction section 70. In FIG. 10, the same components as those in Embodiment 1 or 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. 8, and detailed description is omitted.

図10に示す構成と図8に示す構成との相違点は、図8に示す構成の後段に、図1に示す雑音抑圧フィルタ係数算出部40および時変係数フィルタ部50を設けた点である。これによって、図10に示すマイクロホン装置は、反射波による周波数特性の歪みを補正するとともに、雑音抑圧を行うことが可能である。   The difference between the configuration shown in FIG. 10 and the configuration shown in FIG. 8 is that the noise suppression filter coefficient calculation unit 40 and the time-varying coefficient filter unit 50 shown in FIG. 1 are provided after the configuration shown in FIG. . Thus, the microphone device shown in FIG. 10 can correct distortion of frequency characteristics due to a reflected wave and perform noise suppression.

図11は、実施の形態3に係るマイクロホン装置の他の構成を示すブロック図である。図11において、マイクロホン装置は、第1のマイクロホンユニット1と、第2のマイクロホンユニット2と、判定部10と、適応フィルタ部20と、信号減算部30と、時変係数フィルタ部50と、反射情報算出部60と、反射補正部70と、雑音抑圧かつ反射逆特性フィルタ係数推定部80とを備えている。図11に示す構成は、反射補正部70の特性を時変係数フィルタ部50の特性に重畳させることによって処理量の削減を行う構成である。   FIG. 11 is a block diagram showing another configuration of the microphone device according to the third embodiment. In FIG. 11, the microphone device includes a first microphone unit 1, a second microphone unit 2, a determination unit 10, an adaptive filter unit 20, a signal subtraction unit 30, a time-varying coefficient filter unit 50, a reflection unit An information calculation unit 60, a reflection correction unit 70, and a noise suppression and reflection inverse characteristic filter coefficient estimation unit 80 are provided. The configuration shown in FIG. 11 is a configuration in which the processing amount is reduced by superimposing the characteristics of the reflection correction unit 70 on the characteristics of the time-varying coefficient filter unit 50.

図11に示す構成の動作が図10に示す構成の動作と異なる点は、雑音抑圧かつ反射逆特性フィルタ係数推定部80の動作である。雑音抑圧かつ反射逆特性フィルタ係数推定部80は、信号m1(主信号)と、信号m3(雑音参照信号)と、反射情報算出部60から出力される信号を入力とする。そして、これらの信号に基づいて、雑音抑圧フィルタ特性Hw(ω)=(X(ω)−Nx(ω))/X(ω)と、反射逆特性Hr(ω)を算出する。さらに、{Hw(ω)・Hr(ω)}を目標特性とするフィルタ係数を時変係数フィルタ部50に出力する。これによって、反射波による周波数特性の歪みの補正処理と、雑音抑圧処理とを同時に処理することが可能となる。   The operation of the configuration shown in FIG. 11 is different from the operation of the configuration shown in FIG. The noise suppression and reflection inverse characteristic filter coefficient estimation unit 80 receives the signal m1 (main signal), the signal m3 (noise reference signal), and the signal output from the reflection information calculation unit 60 as inputs. Then, based on these signals, a noise suppression filter characteristic Hw (ω) = (X (ω) −Nx (ω)) / X (ω) and a reflection inverse characteristic Hr (ω) are calculated. Further, a filter coefficient having {Hw (ω) · Hr (ω)} as a target characteristic is output to the time-varying coefficient filter unit 50. This makes it possible to simultaneously perform the processing of correcting the distortion of the frequency characteristic due to the reflected wave and the processing of suppressing the noise.

以上のように、実施の形態3によれば、実施の形態1と同様、目的音を除去した理想的な雑音参照信号を得ることができる。また、実施の形態2と同様、主信号と雑音参照信号とを用いた2入力型の雑音抑圧処理と、反射波の影響による周波数特性歪みの補正処理とを同時に行うことができる。その結果、周囲の環境が騒音環境下であっても反射音場であっても、高S/Nでかつ平坦な周波数特性を得ることでき、通話や拡声の音声品質が改善するという効果や、音声認識の認識率が改善するという効果が得られる。   As described above, according to Embodiment 3, it is possible to obtain an ideal noise reference signal from which the target sound has been removed, as in Embodiment 1. Further, as in the second embodiment, two-input noise suppression processing using a main signal and a noise reference signal and correction processing of frequency characteristic distortion due to the influence of a reflected wave can be performed simultaneously. As a result, whether the surrounding environment is a noisy environment or a reflected sound field, a high S / N and flat frequency characteristic can be obtained, and the effect of improving the voice quality of a telephone call or loudspeaking, The effect of improving the recognition rate of voice recognition is obtained.

(実施の形態4)
次に、実施の形態4に係るマイクロホン装置について、図12および図13を用いて説明する。実施の形態4では、マイクロホン装置に到来する全方向の音の内、目的音とみなす方向を変化させる。
(Embodiment 4)
Next, a microphone device according to Embodiment 4 will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment, of the sounds arriving at the microphone device in all directions, the direction regarded as the target sound is changed.

図12は、実施の形態4に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図である。図12において、マイクロホン装置は、図11に示す構成に加え、検出閾値設定部90をさらに備えている。なお、図12において、実施の形態3と同様の構成要素については、図11と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。   FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the microphone device according to Embodiment 4. 12, the microphone device further includes a detection threshold setting unit 90 in addition to the configuration shown in FIG. In FIG. 12, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 11, and detailed description is omitted.

検出閾値設定部90は、判定部10において用いられる閾値の値を設定する。つまり、実施の形態4の構成が実施の形態3の構成と異なる点は、判定部10において設定される閾値を制御可能にした点である。   The detection threshold setting unit 90 sets a threshold value used in the determination unit 10. That is, the configuration of the fourth embodiment differs from the configuration of the third embodiment in that the threshold value set in the determination unit 10 can be controlled.

図12においては、判定部10において設定される閾値を変化させることができる。この閾値を変化させることで、目的音とみなす音が到来する方向を、正面方向から左右両側にどの角度まで含めるかを変化させることができる。つまり、この閾値を変化させることで、目的音として収音することが可能な角度の範囲を制御することできる。   In FIG. 12, the threshold value set in the determination unit 10 can be changed. By changing the threshold value, it is possible to change the angle at which the direction in which the sound regarded as the target sound arrives from the front direction on both the left and right sides. That is, by changing the threshold value, it is possible to control the range of angles at which sound can be collected as the target sound.

例えば、検出閾値設定部90によって上記閾値をth1と設定した場合(図3参照)を考える。この場合、θ1方向(図2および図3参照)から到来する音は目的音とみなされない。すなわち、θ1方向から到来する音は雑音とみなされ、雑音参照信号である信号m3にはθ1方向から到来する音の成分が含まれることとなる。その結果、最終的な出力においては、θ1方向から到来する音は抑圧されることになる。   For example, consider the case where the threshold is set to th1 by the detection threshold setting unit 90 (see FIG. 3). In this case, the sound coming from the θ1 direction (see FIGS. 2 and 3) is not regarded as the target sound. That is, the sound arriving from the θ1 direction is regarded as noise, and the signal m3, which is the noise reference signal, includes the sound component arriving from the θ1 direction. As a result, in the final output, the sound arriving from the θ1 direction is suppressed.

一方、閾値をth2と設定した場合(図3参照)、θ1方向から到来する音は目的音とみなされる。この場合、雑音参照信号である信号m3にはθ1方向から到来する音の成分が含まれない。その結果、最終的な出力においては、θ1方向から到来する音は目的音として出力されることになる。   On the other hand, when the threshold is set to th2 (see FIG. 3), the sound coming from the θ1 direction is regarded as the target sound. In this case, the signal m3, which is the noise reference signal, does not include a sound component arriving from the θ1 direction. As a result, in the final output, the sound arriving from the θ1 direction is output as the target sound.

以上のように、判定部10の閾値を制御することによって、マイクロホン装置が収音可能な角度範囲を制御することが可能となる。ただし、当該角度範囲は、第2のマイクロホンユニット2の指向性死角方向、すなわち正面方向に対してある程度の角度範囲に限られる。   As described above, by controlling the threshold value of the determination unit 10, it is possible to control the angle range in which the microphone device can collect sound. However, the angle range is limited to a certain angle range with respect to the directional blind spot direction of the second microphone unit 2, that is, the front direction.

図13は、マイクロホン装置の指向性パターンを示す図である。図13(a)は、信号m1の指向性パターンを示す図である。図13(b)は、閾値をth2に設定した場合のマイクロホン装置の出力信号yの指向性パターンを示す図である。図13(c)は、閾値をth1に設定した場合のマイクロホン装置の出力信号yの指向性パターンを示す図である。図13(b)においては、マイクロホン装置の収音可能な角度範囲が、図13(c)に比べて広くなる。例えば、しきい値をth2とする場合、角度θ1から到来する音は目的音と判定される。また、当該範囲を外れた部分では大きく感度が減衰している。一方、図13(c)においては、マイクロホン装置の収音可能な角度範囲が狭く、非常に鋭い指向特性が実現されている。この場合、角度θ1から到来する音は目的音と判定されない。   FIG. 13 is a diagram illustrating a directivity pattern of the microphone device. FIG. 13A is a diagram illustrating a directivity pattern of the signal m1. FIG. 13B is a diagram illustrating a directivity pattern of the output signal y of the microphone device when the threshold is set to th2. FIG. 13C is a diagram illustrating a directivity pattern of the output signal y of the microphone device when the threshold is set to th1. In FIG. 13B, the angle range in which the microphone device can collect sound is wider than in FIG. 13C. For example, when the threshold value is set to th2, the sound coming from the angle θ1 is determined as the target sound. Further, the sensitivity is greatly attenuated in a portion outside the range. On the other hand, in FIG. 13C, the angle range in which the microphone device can collect sound is narrow, and a very sharp directional characteristic is realized. In this case, the sound coming from the angle θ1 is not determined as the target sound.

以上のように、実施の形態4によれば、判定部10のしきい値を変化させることによって、マイクロホン装置の指向性の鋭さを変化させることができる。一般的に、マイクロホンの指向性は、鋭い死角を形成するよりも鋭い主ビームを形成するほうが困難であるが、実施の形態4によれば、従来にはない鋭い指向性を有するマイクロホン装置を実現することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the sharpness of the directivity of the microphone device can be changed by changing the threshold value of determination unit 10. In general, the directivity of a microphone is more difficult to form a sharp main beam than to form a sharp blind spot. However, according to the fourth embodiment, a microphone device having an unprecedented sharp directivity is realized. can do.

ここで、実使用上では、指向性の鋭さとマイクロホン装置を使用の使いやすさとは相反するものである。ユーザは、鋭い指向性のマイクロホン装置を使用する場合、正面方向を強く意識して用いなければならない。従って、使いやすさと雑音抑圧性能とを両立するためには、マイクロホン装置は、正面からある角度範囲までは一定の感度特性を持ち、それ以外の方向に対する感度減衰が大きくなるような指向特性を有することが望ましい。また、収音可能な角度範囲は、マイクロホン装置の用途や収音状況に応じて自由に設定できることが望ましい。実施の形態4によれば、マイクロホン装置の指向性は図13に示すように変化する。図13から明らかなように、実施の形態4に係るマイクロホン装置は、マイクロホン装置としての使いやすさと、雑音除去能力の高さとを両立することができることがわかる。   Here, in actual use, sharpness of directivity and ease of use of the microphone device are opposite to each other. When using a microphone device having a sharp directivity, the user must use the microphone device with a strong awareness of the front direction. Therefore, in order to achieve both ease of use and noise suppression performance, the microphone device has a constant sensitivity characteristic from the front to a certain angle range, and has a directional characteristic such that sensitivity attenuation in other directions is large. It is desirable. Further, it is desirable that the angle range in which sound can be collected can be set freely according to the use of the microphone device and the sound collecting situation. According to the fourth embodiment, the directivity of the microphone device changes as shown in FIG. As is clear from FIG. 13, the microphone device according to the fourth embodiment can achieve both ease of use as a microphone device and high noise removal capability.

(実施の形態5)
次に、実施の形態5に係るマイクロホン装置について図14を用いて説明する。なお、実施の形態1〜4に係るマイクロホン装置は、単一指向性マイクロホンユニットと双指向性マイクロホンユニットとを近接して配置し、各マイクロホンユニットから出力される信号を主信号および雑音参照信号とする構成であった。この構成のメリットは、小型化が可能である点、および指向性合成等の処理が不要であるので安価に実現可能である点である。
(Embodiment 5)
Next, a microphone device according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG. Note that the microphone devices according to Embodiments 1 to 4 have a unidirectional microphone unit and a bidirectional microphone unit arranged close to each other, and a signal output from each microphone unit is defined as a main signal and a noise reference signal. Configuration. The advantages of this configuration are that it can be reduced in size and can be realized at low cost because processing such as directivity synthesis is not required.

一方、ビデオムービーやその他の収音機能を有する機器は、実装面の問題や性能面の問題で、しばしば無指向性または同一特性の指向性を持つ複数のマイクロホンユニットが用いられ、これらのマイクロホンユニットから出力される信号の合成によって指向性を形成する場合がある。複数のマイクロホンユニットからの信号に対して指向性合成を行う処理においては、回路雑音等の問題から、マイクロホンユニット間の間隔としてはある程度(通常1cm〜5cm)の間隔が必要とされる。そのため、当該処理を行う方法は、上述した実施の形態1〜4より小型化の面では不利である。しかし、当該処理を行う方法は、指向性の設計自由度が高い点や、デジタル処理を用いた可変特性を利用可能である点等、実装面でメリットがある。   On the other hand, a video movie and other devices having a sound collection function often use a plurality of microphone units having omnidirectionality or directivity of the same characteristic due to mounting problems and performance problems, and these microphone units are used. In some cases, directivity may be formed by combining signals output from the devices. In the process of performing directivity synthesis on signals from a plurality of microphone units, a certain interval (usually 1 cm to 5 cm) is required as an interval between the microphone units due to a problem such as circuit noise. Therefore, the method for performing the processing is disadvantageous in terms of miniaturization compared to the first to fourth embodiments. However, the method of performing the processing has advantages in terms of mounting, such as a high degree of design freedom of directivity and a point that variable characteristics using digital processing can be used.

そこで、実施の形態5においては、同一の指向特性を持つ複数のマイクロホンユニット(実施の形態5では2個)と、指向性合成部100とを用いて、上記信号m1に相当する主信号と、上記信号m2に相当する雑音参照信号とを得る構成を採用する。   Therefore, in the fifth embodiment, using a plurality of microphone units (two in the fifth embodiment) having the same directional characteristics and the directivity combining unit 100, a main signal corresponding to the signal m1 is obtained. A configuration for obtaining a noise reference signal corresponding to the signal m2 is adopted.

図14は、実施の形態5に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。図14において、マイクロホン装置は、第3のマイクロホンユニット3と、第4のマイクロホンユニット4と、指向性合成部100とを備えている。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 14 is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the fifth embodiment. In FIG. 14, the microphone device includes a third microphone unit 3, a fourth microphone unit 4, and a directivity synthesis unit 100. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図14において、各マイクロホンユニット3および4は、正面方向を向く軸(図14に示す一点鎖線)上に配置される。各マイクロホンユニット3および4の間の距離はdである。各マイクロホンユニット3および4は、その指向性主軸が正面方向を向くように配置される。   In FIG. 14, each of the microphone units 3 and 4 is arranged on an axis (a dashed line shown in FIG. 14) facing the front direction. The distance between each microphone unit 3 and 4 is d. Each of the microphone units 3 and 4 is arranged so that its directivity main axis faces the front direction.

また、指向性合成部100は、第1の信号遅延部101と、第1の信号減算部103と、第2の信号遅延部102と、第2の信号減算部104とを備えている。第1の信号遅延部101は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号を遅延させる。第2の信号遅延部102は、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を遅延させる。第1の信号減算部103は、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号から、第1の信号遅延部101から出力される信号を減算する。これによって信号m1が得られる。第2の信号減算部104は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号から、第2の信号遅延部102から出力される信号を減算する。これによって、信号m2が得られる。   Further, the directivity combining unit 100 includes a first signal delay unit 101, a first signal subtraction unit 103, a second signal delay unit 102, and a second signal subtraction unit 104. First signal delay section 101 delays a signal output from fourth microphone unit 4. The second signal delay unit 102 delays a signal output from the third microphone unit 3. The first signal subtraction unit 103 subtracts the signal output from the first signal delay unit 101 from the signal output from the third microphone unit 3. As a result, a signal m1 is obtained. The second signal subtraction unit 104 subtracts the signal output from the second signal delay unit 102 from the signal output from the fourth microphone unit 4. As a result, a signal m2 is obtained.

また、第1の信号遅延部101の遅延量τ1を0≦τ1≦d/c(ただし、cは音速)とすることによって、指向性主軸が正面方向となる2次音圧傾度型の超指向性特性を信号m1として得ることができる。また、第2の信号遅延部102の信号遅延量τ2をτ2=d/cとすることによって、正面方向に指向性の死角が形成される信号(正面方向に指向性の死角が形成されるマイクロホンユニットからの結果として得られる信号)m2を得ることができる。   Further, by setting the delay amount τ1 of the first signal delay unit 101 to 0 ≦ τ1 ≦ d / c (where c is the sound speed), the secondary sound pressure gradient type super-directivity in which the directivity main axis is in the front direction. The sex characteristic can be obtained as the signal m1. Also, by setting the signal delay amount τ2 of the second signal delay unit 102 to τ2 = d / c, a signal that forms a directional blind spot in the front direction (a microphone that forms a directional blind spot in the front direction) The resulting signal from the unit) m2 can be obtained.

以上の構成により、信号m1の特性に予め超指向性を実現することで、後段の雑音抑圧処理と組み合わせ、従来の超指向性マイクロホンを大幅に上回る鋭い指向性と雑音抑圧性能を実現することができる。   With the above configuration, by realizing the super directivity in the characteristic of the signal m1 in advance, it is possible to realize sharp directivity and noise suppression performance that greatly exceeds the conventional super directivity microphone by combining with the subsequent noise suppression processing. it can.

(実施の形態6)
次に、実施の形態6に係るマイクロホン装置について図15を用いて説明する。実施の形態6は、実施の形態5と同様、同一の指向特性を持つ複数のマイクロホンユニットを用いて、主信号と雑音参照信号とを得る構成を採用するものである。
(Embodiment 6)
Next, a microphone device according to Embodiment 6 will be described with reference to FIG. Embodiment 6 employs a configuration in which a main signal and a noise reference signal are obtained using a plurality of microphone units having the same directional characteristics, as in Embodiment 5.

図15は、実施の形態6に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。マイクロホン装置は、第3のマイクロホンユニット3と、第4のマイクロホンユニット4と、指向性合成部100とを備えている。各マイクロホンユニット3および4は、正面方向を向く直線(図15に示す点線)に垂直な軸(図15に示す一点鎖線)上に配置される。各マイクロホンユニット3および4は、その指向性主軸が正面方向を向くように配置される。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 15 is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the sixth embodiment. The microphone device includes a third microphone unit 3, a fourth microphone unit 4, and a directivity synthesis unit 100. Each of the microphone units 3 and 4 is arranged on an axis (a dashed line shown in FIG. 15) perpendicular to a straight line facing the front direction (a dotted line shown in FIG. 15). Each of the microphone units 3 and 4 is arranged so that its directivity main axis faces the front direction. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図15において、指向性合成部100は、第1の信号加算部105と、第2の信号減算部104とを備えている。第1の信号加算部105は、各マイクロホンユニット3および4から出力される信号を加算する。これによって主信号である信号m1を得ることができる。第2の信号減算部104は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号から第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を減算する。これによって、雑音参照信号である信号m2を得ることができる。   In FIG. 15, the directivity synthesis unit 100 includes a first signal addition unit 105 and a second signal subtraction unit 104. The first signal addition unit 105 adds signals output from the microphone units 3 and 4. As a result, a signal m1, which is a main signal, can be obtained. The second signal subtraction unit 104 subtracts a signal output from the third microphone unit 3 from a signal output from the fourth microphone unit 4. Thereby, signal m2 which is a noise reference signal can be obtained.

図15において、各マイクロホンユニット3および4の間隔がある程度狭い場合、信号m1の指向特性は、マイクロホンユニット単体の場合(実施の形態1〜4)と高域特性を除いてあまり変わらない。従って、図15に示す構成では、図14に示す構成と比較して鋭い指向性を得ることはできないが、その半面、振動雑音や回路雑音の低減効果が得られる。また、正面方向から到来した音は各マイクロホンユニット3および4で同位相で検出されるので、正面方向に指向性の死角が形成された信号m2を得ることができる。   In FIG. 15, when the interval between the microphone units 3 and 4 is narrow to some extent, the directivity of the signal m1 is not much different from the case of the microphone unit alone (Embodiments 1 to 4) except for the high-frequency characteristics. Therefore, in the configuration shown in FIG. 15, it is not possible to obtain sharp directivity as compared with the configuration shown in FIG. 14, but on the other hand, an effect of reducing vibration noise and circuit noise is obtained. Further, since the sound arriving from the front direction is detected by the microphone units 3 and 4 in the same phase, it is possible to obtain a signal m2 in which a directional blind spot is formed in the front direction.

(実施の形態7)
次に、実施の形態7に係るマイクロホン装置について図16を用いて説明する。実施の形態7は、実施の形態5と同様、同一の指向特性を持つ複数のマイクロホンユニットを用いて、主信号と雑音参照信号とを得る構成を採用するものである。
(Embodiment 7)
Next, a microphone device according to Embodiment 7 will be described with reference to FIG. Embodiment 7, as in Embodiment 5, employs a configuration in which a main signal and a noise reference signal are obtained using a plurality of microphone units having the same directional characteristics.

図16(a)は、実施の形態7に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。マイクロホン装置は、第3のマイクロホンユニット3と、第4のマイクロホンユニット4と、指向性合成部100とを備えている。各マイクロホンユニット3および4の配置は、図15に示す配置と同様である。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 16A is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the seventh embodiment. The microphone device includes a third microphone unit 3, a fourth microphone unit 4, and a directivity synthesis unit 100. The arrangement of the microphone units 3 and 4 is the same as the arrangement shown in FIG. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図16(a)において、指向性合成部100は、信号遅延部111と、第2の信号減算部104と、信号増幅部150と、第1の信号減算部103とを備えている。信号遅延部111は、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を入力として信号を遅延させる。第2の信号減算部104は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号から、信号遅延部111から出力される信号を減算する。これによって雑音参照信号である信号m2を得ることができる。信号増幅部150は、信号遅延部111から出力される信号を定数倍する。第1の信号減算部103は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号から、信号増幅部150から出力される信号を減算する。これによって、主信号である信号m1を得ることができる。   In FIG. 16A, the directivity synthesis unit 100 includes a signal delay unit 111, a second signal subtraction unit 104, a signal amplification unit 150, and a first signal subtraction unit 103. The signal delay unit 111 receives the signal output from the third microphone unit 3 and delays the signal. Second signal subtraction section 104 subtracts the signal output from signal delay section 111 from the signal output from fourth microphone unit 4. As a result, a signal m2 that is a noise reference signal can be obtained. The signal amplification unit 150 multiplies the signal output from the signal delay unit 111 by a constant. The first signal subtraction unit 103 subtracts a signal output from the signal amplification unit 150 from a signal output from the fourth microphone unit 4. As a result, the signal m1, which is the main signal, can be obtained.

図16(a)において、信号m1を得る過程と信号m2を得る過程との違いは、信号m1を得る過程には信号増幅部150が存在することである。信号m1および信号m2における指向性の死角方向は、信号遅延部111の遅延量τ1によって決まる。例えば、τ1=0である場合、指向性の死角は正面方向となり、τ1=d/cである場合、指向性の死角は正面方向に垂直な方向となる。ここでは、目的音の方向に死角ができるように遅延量τ1を設定する。これによって、信号m1および信号m2には、目的音方向以外の他の方向から到来する音の成分が目的音の成分よりも多く含まれることになる。   16A, the difference between the process of obtaining the signal m1 and the process of obtaining the signal m2 is that the signal amplifying unit 150 exists in the process of obtaining the signal m1. The blind spot direction of the directivity of the signal m1 and the signal m2 is determined by the delay amount τ1 of the signal delay unit 111. For example, when τ1 = 0, the directional blind spot is in the front direction, and when τ1 = d / c, the directional blind spot is in a direction perpendicular to the front direction. Here, the delay amount τ1 is set so that a blind spot is formed in the direction of the target sound. As a result, the signal m1 and the signal m2 contain more components of the sound arriving from directions other than the target sound direction than components of the target sound.

ここで、指向性合成部100で形成される指向性パターンは、目的音の方向については、信号m1と信号m2との間で感度差が大きいことが好ましい。一方、目的音の方向以外の方向については、信号m1と信号m2との間で感度特性に差がないことが好ましい。これは、複数方向から同時に騒音が到来している状況で、雑音参照信号をもとに主信号に混入する雑音成分を抑圧するためには、図4に示すスペクトル比演算部43の出力が、雑音が到来する方向にかかわらず一定となる必要があるからである。すなわち、スペクトル比演算部43の出力が雑音の到来方向によって変化すると、ある特定の方向の推定雑音スペクトルNx(ω)しか正確に求まらないことになるからである。従って、信号m1と信号m2との指向性パターンは、指向性の死角部分のみにおいて形状が異なり、他の部分では形状が同じになることが好ましい。   Here, it is preferable that the directivity pattern formed by the directivity synthesis unit 100 has a large sensitivity difference between the signal m1 and the signal m2 in the direction of the target sound. On the other hand, it is preferable that there is no difference in sensitivity characteristics between the signal m1 and the signal m2 in directions other than the direction of the target sound. This is because, in a situation where noise is coming from multiple directions at the same time, in order to suppress the noise component mixed into the main signal based on the noise reference signal, the output of the spectrum ratio calculation unit 43 shown in FIG. This is because it needs to be constant regardless of the direction from which the noise arrives. That is, if the output of the spectrum ratio calculator 43 changes depending on the direction of arrival of noise, only the estimated noise spectrum Nx (ω) in a specific direction can be accurately obtained. Therefore, it is preferable that the directivity patterns of the signal m1 and the signal m2 have different shapes only in the blind spot portion of the directivity, and have the same shape in other portions.

ここで、各マイクロホンユニット3および4からの信号を減算するときに第3のマイクロホンユニット3と第4のマイクロホンユニット4との感度のバランスを崩すと、最も精度が必要な零点、すなわち指向性の死角の部分の感度が上昇する。この性質を利用して、信号m1側に信号増幅部150を設け、信号増幅率を0.85程度に設定することによって、図16(b)に示すような指向性パターンを得ることができる。図16(b)は、図16(a)における信号m1および信号m2における指向性パターンを示す図である。図16(b)に示すように、実施の形態7においては、指向性の死角部分のみにおいて形状が異なり、他の部分では形状がほぼ同じになる指向性パターンを得ることができる。   Here, if the sensitivity balance between the third microphone unit 3 and the fourth microphone unit 4 is lost when the signals from the microphone units 3 and 4 are subtracted, the zero point that requires the most accuracy, that is, the directivity The sensitivity in the blind spot increases. By utilizing this property and providing the signal amplifier 150 on the signal m1 side and setting the signal amplification factor to about 0.85, a directivity pattern as shown in FIG. 16B can be obtained. FIG. 16B is a diagram illustrating the directivity pattern of the signal m1 and the signal m2 in FIG. As shown in FIG. 16B, in the seventh embodiment, it is possible to obtain a directivity pattern in which the shape is different only in the blind spot of directivity and the shape is almost the same in other portions.

以上のように、実施の形態7によれば、目的音方向に関してのみ感度特性が異なる信号m1および信号m2を得ることができる。そのため、後段の雑音抑圧処理において良好な抑圧効果を得ることができるようになる。   As described above, according to the seventh embodiment, it is possible to obtain signals m1 and m2 having different sensitivity characteristics only in the target sound direction. Therefore, a good suppression effect can be obtained in the noise suppression processing in the subsequent stage.

(実施の形態8)
次に、実施の形態8に係るマイクロホン装置について図17を用いて説明する。実施の形態8は、実施の形態5と同様、同一の指向特性を持つ複数のマイクロホンユニットを用いて、主信号と雑音参照信号とを得る構成を採用するものである。
(Embodiment 8)
Next, a microphone device according to Embodiment 8 will be described with reference to FIG. Embodiment 8, as in Embodiment 5, employs a configuration in which a main signal and a noise reference signal are obtained using a plurality of microphone units having the same directional characteristics.

図17(a)は、実施の形態8に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。図17(a)において、指向性合成部100は、図16(a)に示す構成に加え、角度設定部160と、第2の信号遅延部112をさらに備えている。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 17A is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the eighth embodiment. In FIG. 17A, the directivity synthesis section 100 further includes an angle setting section 160 and a second signal delay section 112 in addition to the configuration shown in FIG. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図17(a)に示す構成は、角度設定部160をさらに設けるとともに、第4のマイクロホンユニット4の後段に第2の信号遅延部112を設けた点で図16(a)に示す構成と異なる。なお、図17(a)における基本的な動作は図16(a)と同様なので省略する。図17(a)における動作のうち図16(a)における動作と異なる点は、角度設定部160によって、目的音方向を変化させることができるようにした点である。   The configuration illustrated in FIG. 17A is different from the configuration illustrated in FIG. 16A in that an angle setting unit 160 is further provided and a second signal delay unit 112 is provided at a stage subsequent to the fourth microphone unit 4. . Note that the basic operation in FIG. 17A is the same as that in FIG. 17A is different from the operation in FIG. 16A in that the angle setting unit 160 can change the target sound direction.

角度設定部160は、第1の信号遅延部111の信号遅延量τ1を、0≦τ1≦2d/c(ただし、dはマイクロホンユニットの間隔、cは音速)の範囲で変化させることができるものとする。ここで、第2の信号遅延部112がない場合、第1の信号遅延部111の信号遅延量τ1を上記の範囲で変化させても、正面方向に対して0°から+90°までの範囲でしか目的音方向を変化させることができない。そこで、第2の信号遅延部112を設け、その信号遅延量τ2をτ2=d/cとすることによって、正面方向に対して±90°の範囲で目的音方向を変化させることとしている。   The angle setting section 160 can change the signal delay amount τ1 of the first signal delay section 111 in a range of 0 ≦ τ1 ≦ 2d / c (where d is the interval between the microphone units and c is the sound speed). And Here, when the second signal delay unit 112 is not provided, even if the signal delay amount τ1 of the first signal delay unit 111 is changed in the above range, the signal delay amount τ1 is in a range from 0 ° to + 90 ° with respect to the front direction. Only the target sound direction can be changed. Therefore, the second signal delay unit 112 is provided, and by setting the signal delay amount τ2 to τ2 = d / c, the target sound direction is changed within a range of ± 90 ° with respect to the front direction.

以上のように、実施の形態8においては、マイクロホン装置の収音方向(目的音方向)を可変にすることが可能となる。例えば、図17(b)に示す指向性パターンを実現することも可能であるし、信号遅延部の信号遅延量を変化させることによって、図17(c)に示す指向性パターンを実現することも可能である。なお、可変遅延特性は、信号遅延部をオールパスフィルタH(ω)=(A+z−1)/(1+A・z−1)で構成し、係数Aを0≦A<1とすることによって簡単に実現することができる。信号遅延量を変化させる際には、角度設定部160によってこの係数Aを変化させる。なお、大きな遅延量や、遅延周波数特性の直線性が必要なときには、2次オールパスフィルタおよび/またはオールパスフィルタを従属接続すればよい。   As described above, in the eighth embodiment, the sound pickup direction (target sound direction) of the microphone device can be made variable. For example, the directivity pattern shown in FIG. 17B can be realized, and the directivity pattern shown in FIG. 17C can be realized by changing the signal delay amount of the signal delay unit. It is possible. The variable delay characteristic can be easily realized by configuring the signal delay unit with an all-pass filter H (ω) = (A + z−1) / (1 + A · z−1) and setting the coefficient A to 0 ≦ A <1. can do. When changing the signal delay amount, the coefficient A is changed by the angle setting unit 160. When a large amount of delay or linearity of the delay frequency characteristic is required, a secondary all-pass filter and / or an all-pass filter may be connected in cascade.

(実施の形態9)
次に、実施の形態9に係るマイクロホン装置について図18を用いて説明する。実施の形態9は、実施の形態5と同様、同一の指向特性を持つ複数のマイクロホンユニットを用いて、主信号と雑音参照信号とを得る構成を採用するものである。
(Embodiment 9)
Next, a microphone device according to Embodiment 9 will be described with reference to FIG. Embodiment 9, as in Embodiment 5, employs a configuration in which a main signal and a noise reference signal are obtained using a plurality of microphone units having the same directional characteristics.

図18(a)は、実施の形態9に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。マイクロホン装置は、第3のマイクロホンユニット3と、第4のマイクロホンユニット4と、指向性合成部100と、角度設定部160とを備えている。各マイクロホンユニット3および4の配置は、図15に示す配置と同様である。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 18A is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the ninth embodiment. The microphone device includes a third microphone unit 3, a fourth microphone unit 4, a directivity synthesis unit 100, and an angle setting unit 160. The arrangement of the microphone units 3 and 4 is the same as the arrangement shown in FIG. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図18(a)において、指向性合成部100は、第3の信号遅延部121と、第1の信号遅延部101と、第4の信号遅延部122と、第2の信号遅延部102と、第1の信号減算部103と、第2の信号減算部104とを備えている。第3の信号遅延部121は、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を遅延させる。第1の信号遅延部101は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号を遅延させる。第1の信号減算部103は、第3の信号遅延部121から出力される信号から、第1の信号遅延部101から出力される信号を減算する。これによって、主信号である信号m1を得ることができる。第4の信号遅延部122は、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号を遅延させる。第2の信号遅延部102は、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を遅延させる。第2の信号減算部104は、第4の信号遅延部122から出力される信号から、第2の信号遅延部102から出力される信号を減算する。これによって、雑音参照信号である信号m2を得ることができる。角度設定部160は、第1の信号遅延部101の信号遅延量と、第2の信号遅延部102の信号遅延量とを独立して制御する。   In FIG. 18A, the directivity synthesis unit 100 includes a third signal delay unit 121, a first signal delay unit 101, a fourth signal delay unit 122, a second signal delay unit 102, It includes a first signal subtraction unit 103 and a second signal subtraction unit 104. Third signal delay section 121 delays a signal output from third microphone unit 3. First signal delay section 101 delays a signal output from fourth microphone unit 4. First signal subtraction section 103 subtracts the signal output from first signal delay section 101 from the signal output from third signal delay section 121. As a result, the signal m1, which is the main signal, can be obtained. The fourth signal delay unit 122 delays a signal output from the fourth microphone unit 4. The second signal delay unit 102 delays a signal output from the third microphone unit 3. Second signal subtraction section 104 subtracts the signal output from second signal delay section 102 from the signal output from fourth signal delay section 122. Thereby, signal m2 which is a noise reference signal can be obtained. The angle setting unit 160 controls the signal delay amount of the first signal delay unit 101 and the signal delay amount of the second signal delay unit 102 independently.

図18(a)において、信号m1側の構成は、信号m2側の構成に対して対称的に構成される。これによって、信号m1の指向性パタンと信号m2の指向性パターンとは独立に制御されるので、信号m1および信号m2の指向性パターンを、目的音方向の感度に重点を置く設計とすることができる。具体的には、信号m1の指向性パターンを図18(b)に示すように、目的音方向でできるだけ感度が高く、かつ雑音抑圧効果が得られる指向性とする。さらに、信号m2の指向性パターンを図18(c)に示すように、指向性の死角方向を目的音方向に一致させるように形成する。   In FIG. 18A, the configuration on the signal m1 side is configured symmetrically with respect to the configuration on the signal m2 side. As a result, the directivity pattern of the signal m1 and the directivity pattern of the signal m2 are controlled independently, so that the directivity patterns of the signal m1 and the signal m2 can be designed so as to emphasize the sensitivity in the target sound direction. it can. Specifically, as shown in FIG. 18B, the directivity pattern of the signal m1 is set to have directivity as high as possible in the target sound direction and a noise suppression effect can be obtained. Further, as shown in FIG. 18C, the directivity pattern of the signal m2 is formed so that the blind spot direction of the directivity matches the target sound direction.

以上のように、実施の形態9では、後段の雑音抑圧処理を補助的に用い、前段の指向性合成によって雑音を積極的に抑圧する。そのため、実施の形態9では信号m1の指向性パターンを優先して形成する。ここで、指向性合成は線形処理であるので、音声波形歪などを起こしにくいという特徴がある。一方、雑音抑圧処理は、フィルタ係数が時間的に変化する非線形処理であるので、雑音スペクトル等様々な推定部の誤差によって、音声波形歪を生じる場合がある。このように観点から、図17(b)および(c)に示す指向性パターンを採用するか、図18(b)および(c)に示す指向性パターンを採用するかについては、使用環境(目的音の大きさ、周囲騒音レベル、反射、残響等)や、用途(通話、音声認識、録音等)や、必要とする雑音抑圧量等によって、適宜選択することが好ましい。   As described above, in the ninth embodiment, the noise suppression processing of the subsequent stage is used as an auxiliary, and the noise is actively suppressed by the directivity synthesis of the preceding stage. Therefore, in the ninth embodiment, the directivity pattern of the signal m1 is preferentially formed. Here, since the directivity synthesis is a linear process, there is a feature that sound waveform distortion and the like hardly occur. On the other hand, the noise suppression processing is a non-linear processing in which the filter coefficient changes with time, so that there may be a case where voice waveform distortion is caused by errors of various estimation units such as a noise spectrum. From this point of view, whether to use the directivity patterns shown in FIGS. 17B and 17C or the directivity patterns shown in FIGS. 18B and 18C depends on the usage environment (purpose). It is preferable to appropriately select according to the loudness of the sound, the ambient noise level, reflection, reverberation, etc., the use (call, voice recognition, recording, etc.), the required amount of noise suppression, and the like.

(実施の形態10)
次に、実施の形態10に係るマイクロホン装置について図19を用いて説明する。実施の形態10では、2つのマイクロホンユニットの指向性主軸が異なる方向を向いて設けられている機器において、本発明の雑音抑制処理に必要な主信号および雑音参照信号を得ることを目的とする。
(Embodiment 10)
Next, a microphone device according to Embodiment 10 will be described with reference to FIG. Embodiment 10 aims at obtaining a main signal and a noise reference signal required for the noise suppression processing of the present invention in a device in which the directivity main axes of two microphone units are provided in different directions.

図19は、実施の形態10に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。マイクロホン装置は、第3のマイクロホンユニット3と、第4のマイクロホンユニット4と、指向性再合成部200とを備えている。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は、実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   FIG. 19 is a diagram illustrating a part of the configuration of the microphone device according to the tenth embodiment. The microphone device includes a third microphone unit 3, a fourth microphone unit 4, and a directional resynthesis unit 200. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

図19において、各マイクロホンユニット3および4が配置される位置は、図15に示す位置と同様である。ただし、図19においては、第3のマイクロホンユニット3は、正面方向に対して所定の角度だけ回転した方向に指向性主軸が向けられている。第4のマイクロホンユニット4は、正面方向に対して所定の角度だけ回転(第3のマイクロホンユニット3とは逆の回転方向)した方向に指向性主軸が向けられている。ここで、第3のマイクロホンユニット3から出力される信号を右チャンネル信号と呼び、第4のマイクロホンユニット4から出力される信号を左チャンネル信号と呼ぶ。   In FIG. 19, the positions where the microphone units 3 and 4 are arranged are the same as the positions shown in FIG. However, in FIG. 19, the directivity main axis of the third microphone unit 3 is directed in a direction rotated by a predetermined angle with respect to the front direction. The directivity main axis of the fourth microphone unit 4 is directed in a direction rotated by a predetermined angle with respect to the front direction (a rotation direction opposite to that of the third microphone unit 3). Here, the signal output from the third microphone unit 3 is called a right channel signal, and the signal output from the fourth microphone unit 4 is called a left channel signal.

また、図19において、指向性再合成部200は、信号加算部205と、信号減算部204とを備えている。信号加算部205は、右チャンネル信号と左チャンネル信号とを加算する。これによって主信号である信号m1を得ることができる。信号減算部204は、左チャンネル信号から右チャンネル信号を減算する。これによって雑音参照信号である信号m2を得ることができる。   In FIG. 19, the directivity re-synthesis unit 200 includes a signal addition unit 205 and a signal subtraction unit 204. The signal adding unit 205 adds the right channel signal and the left channel signal. As a result, a signal m1, which is a main signal, can be obtained. The signal subtracting section 204 subtracts the right channel signal from the left channel signal. As a result, a signal m2 that is a noise reference signal can be obtained.

なお、図19の構成は、例えばビデオムービーの様にワンポイントステレオマイクロホンが用いられている機器に本発明を適用することを想定している。例えば、この機器では、通常はステレオ収音を行い、目的音として正面方向のみを強調する場合には以下に説明するような指向性の再合成を行うようにしてもよい。   The configuration in FIG. 19 assumes that the present invention is applied to a device using a one-point stereo microphone, such as a video movie. For example, in this device, stereo sound pickup is usually performed, and when only the front direction is emphasized as the target sound, directivity re-synthesis as described below may be performed.

通常のワンポイントステレオマイクロホンでは、再生時の音像定位を考慮に入れて、中央(図19に示す正面方向)から到来する音の位相が左右のマイクロホンユニットにおいて同位相となるように、左右のマイクロホンユニットの振幅および位相特性は同一のものが用いられる。また、上述したように、各マイクロホンユニット3および4の指向性の角度は、左右のマイクロホンユニットで等しい角度に設定される。従って、信号加算部205において右チャンネル信号と左チャンネル信号とを加算することによって、正面方向に指向性がある信号m1が得られる。また、信号減算部204において、左チャンネル信号から右チャンネル信号を減算することによって、正面方向に指向性死角を持つ信号m2が得られる。以上のように、指向性再合成部200によって生成される信号m1および信号m2は、それぞれ、実施の形態1の信号m1および信号m2と同様の信号となる。従って、信号m1および信号m2を用いて雑音抑圧処理や反射特性歪みの補正処理を行うことが可能である。   In a normal one-point stereo microphone, the left and right microphones are set in consideration of the sound image localization at the time of reproduction so that the phases of sounds coming from the center (the front direction shown in FIG. 19) are the same in the left and right microphone units. The same amplitude and phase characteristics of the units are used. As described above, the directivity angles of the microphone units 3 and 4 are set to the same angle for the left and right microphone units. Therefore, by adding the right channel signal and the left channel signal in the signal adding unit 205, a signal m1 having directivity in the front direction can be obtained. Further, the signal subtracting section 204 subtracts the right channel signal from the left channel signal to obtain a signal m2 having a directional blind spot in the front direction. As described above, signal m1 and signal m2 generated by directivity re-combining section 200 are the same as signal m1 and signal m2 in the first embodiment, respectively. Therefore, it is possible to perform noise suppression processing and reflection characteristic distortion correction processing using the signal m1 and the signal m2.

以上のようにして、実施の形態10によれば、ワンポイントステレオマイクロホンから出力される信号を利用して、目的音方向の音を強調することができる。従って、ワンポイントステレオマイクロホンを有する機器を例えばズームマイクロホンとして機能させることが可能となる。また、実施の形態10では、ステレオ信号をもとにして指向性の再合成を行うので、ステレオ信号と正面方向の信号とが同時に得られるマルチチャンネル収音にも応用が可能となる。なお、ステレオマイクはアナログ回路であっても、上記と同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the tenth embodiment, it is possible to emphasize the sound in the target sound direction by using the signal output from the one-point stereo microphone. Therefore, it becomes possible for a device having a one-point stereo microphone to function as, for example, a zoom microphone. Further, in the tenth embodiment, since directivity is re-synthesized based on a stereo signal, it can be applied to multi-channel sound collection in which a stereo signal and a signal in the front direction are obtained at the same time. In addition, even if the stereo microphone is an analog circuit, the same effect as described above can be obtained.

(実施の形態11)
次に、実施の形態11に係るマイクロホン装置について図20を用いて説明する。実施の形態11では、ステレオ信号が生成される機器において、本発明の雑音抑制処理に必要な主信号および雑音参照信号を得ることを目的とする。
(Embodiment 11)
Next, a microphone device according to Embodiment 11 will be described with reference to FIG. The eleventh embodiment aims at obtaining a main signal and a noise reference signal required for the noise suppression processing of the present invention in a device that generates a stereo signal.

図20は、実施の形態11に係るマイクロホン装置の構成を示す図である。図20において、マイクロホン装置は、第5のマイクロホンユニット5と、第6のマイクロホンユニット6と、指向性合成部500と、指向性再合成部200とを備えている。各マイクロホンユニット5および6は、同一特性の無指向性マイクロホンユニットである。各マイクロホンユニット5および6の配置位置は、図15に示す配置と同様である。指向性合成部500は、各マイクロホンユニット5および6から出力される信号を入力として、右チャンネル信号Rchおよび左チャンネル信号Lchを出力する。指向性再合成部200は、右チャンネル信号Rchおよび左チャンネル信号Lchを入力として、目的音方向に感度を持つ主信号である信号m1と、目的音方向に指向性死角を持つ雑音参照信号である信号m2とを出力する。なお、目的音方向は、正面方向以外の方向も設定可能とする。   FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the microphone device according to the eleventh embodiment. In FIG. 20, the microphone device includes a fifth microphone unit 5, a sixth microphone unit 6, a directivity synthesis unit 500, and a directivity re-synthesis unit 200. Each of the microphone units 5 and 6 is an omnidirectional microphone unit having the same characteristics. The arrangement positions of the microphone units 5 and 6 are the same as the arrangement shown in FIG. Directional synthesis section 500 receives signals output from microphone units 5 and 6 as inputs, and outputs right channel signal Rch and left channel signal Lch. The directivity re-synthesis unit 200 receives the right channel signal Rch and the left channel signal Lch as inputs, and is a signal m1 which is a main signal having sensitivity in the target sound direction and a noise reference signal having a directional blind spot in the target sound direction. And outputs a signal m2. Note that the target sound direction can be set to a direction other than the front direction.

また、図20において、指向性再合成部200は、逆指向性合成部250と、指向性合成部100とを備えている。逆指向性合成部250は、指向性合成部500から出力される信号(右チャンネル信号Rchおよび左チャンネル信号Lch)を入力とする。逆指向性合成部250は、右チャンネル信号Rchおよび左チャンネル信号Lchから、無指向性の信号を生成する。指向性合成部100は、実施の形態5において示したものと同様である。ただし、ここでは、角度設定部160は設けられていない構成とする。また、図20では、指向性合成部100を図18(a)に示す構成としたが、指向性合成部100は、図15、図16(a)、および図17(a)に示す構成であってもよい。   Also, in FIG. 20, the directivity re-synthesis unit 200 includes an inverse directivity synthesis unit 250 and a directivity synthesis unit 100. Reverse directivity synthesis section 250 receives as input signals (right channel signal Rch and left channel signal Lch) output from directivity synthesis section 500. The reverse directivity synthesis unit 250 generates an omnidirectional signal from the right channel signal Rch and the left channel signal Lch. Directivity combining section 100 is the same as that shown in the fifth embodiment. However, here, it is assumed that the angle setting unit 160 is not provided. In FIG. 20, the directivity synthesis unit 100 has the configuration shown in FIG. 18A. However, the directivity synthesis unit 100 has the configuration shown in FIGS. 15, 16A, and 17A. There may be.

実施の形態11では、指向性合成部500によって得られたステレオ信号(右チャンネル信号Rchおよび左チャンネル信号Lch)が、逆指向性合成部250によって各マイクロホンユニット5および6から出力された信号に再変換される。つまり、ステレオ信号は、2つの無指向性の信号に再変換される。さらに、再変換によって得られた無指向性の信号は、指向性合成部100によって所定の方向から到来する目的音を検出するための主信号および雑音参照信号に変換される。   In the eleventh embodiment, the stereo signals (right channel signal Rch and left channel signal Lch) obtained by directivity synthesis section 500 are re-converted into signals output from microphone units 5 and 6 by reverse directivity synthesis section 250. Is converted. That is, the stereo signal is reconverted into two omnidirectional signals. Further, the omnidirectional signal obtained by the reconversion is converted by the directivity synthesis unit 100 into a main signal for detecting a target sound arriving from a predetermined direction and a noise reference signal.

ここで、ステレオ信号を出力するための指向性合成部500は、第1の信号遅延部501と、第1の信号減算部521と、第2の信号遅延部502と、第2の信号減算部522とから構成される。第1の信号遅延部501は、第6のマイクロホンユニット6から出力される信号を遅延して出力する。第1の信号減算部521は、第5のマイクロホンユニット5から出力される信号から、第1の信号遅延部501から出力される信号を減算し、減算の結果得られた信号Rchを出力する。第2の信号遅延部502は、第5のマイクロホンユニット5から出力される信号を遅延して出力する。第2の信号減算部522は、第6のマイクロホンユニット6から出力される信号から、第2の信号遅延部502から出力される信号を減算し、減算の結果得られた信号Lchを出力する。以上に述べた指向性合成部500の動作を数式で表現すると、次のようになる。

Figure 2004187283
ここで、左辺のx1およびx2は第5および第6のマイクロホンユニット5および6からそれぞれ出力される信号であり、右辺のRchおよびLchが指向性合成部500から出力されるステレオ信号である。なお、指向性合成部500については、一般に用いられている指向性合成のための構成であるので、詳細説明は省略する。なお、式(1)において、1/(1−Hτ4(ω))の部分は、6db/octの周波数特性補正項になる。実際のマイクロホン装置では補正が行われるが、指向特性とは別に考えられるのでここでは無視している。指向性合成部500によって得られたステレオ信号(信号Rchおよび信号Lch)をマイクロホンユニットから出力された信号(信号x1および信号x2)に戻すには、式(1)の左辺第2項の行列の逆行列を両辺の左側から掛ければよく、いわゆる逆フィルタによって実現することができる。このことを数式で表現すると(2)、(3)のようになる。
Figure 2004187283
Figure 2004187283
従って、信号Rchおよび信号Lchに式(3)の処理を行うことによって、逆指向性合成を実現することができる。図20に示す逆指向性合成部250は、式(3)を図示したものである。指向性合成部100は、このようにして得られた信号x1および信号x2から、目的音方向に感度を持つ主信号m1と、目的音方向に指向性死角を持つ雑音参照信号m2とを生成する。 Here, the directivity synthesizing unit 500 for outputting a stereo signal includes a first signal delay unit 501, a first signal subtraction unit 521, a second signal delay unit 502, and a second signal subtraction unit. 522. First signal delay section 501 delays and outputs a signal output from sixth microphone unit 6. The first signal subtraction unit 521 subtracts the signal output from the first signal delay unit 501 from the signal output from the fifth microphone unit 5, and outputs a signal Rch obtained as a result of the subtraction. Second signal delay section 502 delays the signal output from fifth microphone unit 5 and outputs the delayed signal. The second signal subtraction unit 522 subtracts the signal output from the second signal delay unit 502 from the signal output from the sixth microphone unit 6, and outputs a signal Lch obtained as a result of the subtraction. The operation of the directivity synthesis unit 500 described above is expressed by a mathematical expression as follows.
Figure 2004187283
Here, x1 and x2 on the left side are signals output from the fifth and sixth microphone units 5 and 6, respectively, and Rch and Lch on the right side are stereo signals output from the directivity combining unit 500. It should be noted that the directivity synthesis unit 500 has a configuration for directivity synthesis that is generally used, and thus detailed description is omitted. In equation (1), the portion of 1 / (1−Hτ4 (ω)) is a frequency characteristic correction term of 6 db / oct. Correction is performed in an actual microphone device, but is ignored here because it can be considered separately from the directional characteristics. To return the stereo signals (signal Rch and signal Lch) obtained by the directivity synthesis unit 500 to the signals (signal x1 and signal x2) output from the microphone unit, the matrix of the second term of the second term on the left side of Expression (1) What is necessary is just to multiply the inverse matrix from the left side of both sides, and it can be realized by a so-called inverse filter. This can be expressed by mathematical expressions as shown in (2) and (3).
Figure 2004187283
Figure 2004187283
Therefore, by performing the processing of Expression (3) on the signal Rch and the signal Lch, it is possible to realize reverse directivity synthesis. The backward directivity synthesis unit 250 shown in FIG. 20 illustrates Equation (3). The directivity synthesis unit 100 generates a main signal m1 having sensitivity in the target sound direction and a noise reference signal m2 having directivity blind spot in the target sound direction from the signals x1 and x2 obtained in this manner. .

以上のように、実施の形態11では、ワンポイントステレオマイクロホンから出力される信号を利用する。この場合でも、実施の形態10と同様の効果を得ることができる。すなわち、正面方向から到来する目的音の強調、および反射による周波数歪みの補正を行うことができる。また、実施の形態11では、任意の方向から到来する目的音に対応することができる。   As described above, Embodiment 11 utilizes a signal output from a one-point stereo microphone. In this case, the same effect as in the tenth embodiment can be obtained. That is, it is possible to enhance the target sound arriving from the front direction and correct the frequency distortion due to reflection. Further, the eleventh embodiment can deal with a target sound arriving from an arbitrary direction.

実施の形態11は、特に、マイクロホンユニットから出力される信号が得られず、ステレオ化された信号のみが入手可能な状態で有効である。換言すれば、実施の形態11によれば、ステレオ化された信号が生成される機器においても、目的音の主信号および理想的な雑音参照信号を得るための構成を実現することができる。   The eleventh embodiment is particularly effective when a signal output from the microphone unit is not obtained and only a stereo signal is available. In other words, according to the eleventh embodiment, a configuration for obtaining the main signal of the target sound and the ideal noise reference signal can be realized even in a device that generates a stereo signal.

図21は、実施の形態11の応用例を示す図である。図21は、音声記録装置801と、音声再生装置802とからなるシステムを示す図である。音声記録装置801は、第5および第6のマイクロホンユニット5および6と、指向性合成部500とを備えている。また、記録部803は、音声記録装置801および音声再生装置802に着脱可能な記録媒体である。音声再生装置802は、指向性再合成部200とを備えている。また、図示していないが、音声再生装置802は、実施の形態1〜4のいずれかのマイクロホン装置の構成を備えている。   FIG. 21 is a diagram illustrating an application example of the eleventh embodiment. FIG. 21 is a diagram showing a system including an audio recording device 801 and an audio reproducing device 802. The audio recording device 801 includes fifth and sixth microphone units 5 and 6, and a directivity synthesis unit 500. The recording unit 803 is a recording medium that is detachable from the audio recording device 801 and the audio reproducing device 802. The audio reproducing device 802 includes the directivity re-synthesizing unit 200. Although not shown, the audio reproducing device 802 has the configuration of any one of the microphone devices according to the first to fourth embodiments.

図21において、音声記録装置801の記録部803には、信号Rchおよび信号Lchが記録される。これによって、記録部803に音声情報が記録されたことになる。音声情報が記録された記録部803が音声再生装置802に装着されると、音声再生装置802は、記録部803に記録されている情報を読み出す。具体的には、信号Rchおよび信号Lchが指向性再合成部200に読みとられる。指向性再合成部200は、読みとった信号Rchおよび信号Lchから、主信号および雑音参照信号を生成する。主信号および雑音参照信号を用いることによって、目的音に対する雑音抑圧処理を行うことができる。   21, a signal Rch and a signal Lch are recorded in a recording unit 803 of the audio recording device 801. Thus, the audio information has been recorded in the recording unit 803. When the recording unit 803 in which the audio information is recorded is attached to the audio reproducing device 802, the audio reproducing device 802 reads the information recorded in the recording unit 803. Specifically, the signal Rch and the signal Lch are read by the directivity re-combining unit 200. The directional resynthesis unit 200 generates a main signal and a noise reference signal from the read signal Rch and signal Lch. By using the main signal and the noise reference signal, it is possible to perform noise suppression processing on the target sound.

以上のように、音声記録装置801と音声再生装置802とが別体である場合でも、実施の形態11の構成を実現することができる。すなわち、ビデオムービー等の記録部803に一度記録された信号に対して、再生時に雑音抑圧処理を行うようにすることも可能である。   As described above, the configuration of the eleventh embodiment can be realized even when the audio recording device 801 and the audio reproducing device 802 are separate bodies. That is, it is also possible to perform noise suppression processing on a signal once recorded in the recording unit 803 such as a video movie at the time of reproduction.

図22は、図21に示す音声再生装置の応用例を示す図である。図22においては、音声再生装置802は、図21において説明した構成に加え、画像表示部900および角度設定部160を備えている。すなわち、図22に示す音声再生装置802は画像表示機能を備えており、例えば、デジタルビデオカメラ等によって実現される。   FIG. 22 is a diagram illustrating an application example of the audio reproduction device illustrated in FIG. 21. 22, the sound reproducing device 802 includes an image display unit 900 and an angle setting unit 160 in addition to the configuration described in FIG. That is, the sound reproducing device 802 shown in FIG. 22 has an image display function, and is realized by, for example, a digital video camera or the like.

図22においては、記録部803には、図21において説明した音声情報の他、画像表示部に表示すべき画像情報を記録している。この音声情報および画像情報は、例えばデジタルビデオカメラで同時に記録された画像(映像)および音声の情報のように、互いに関連する情報である。この音声情報および画像情報は、音声再生装置802において同時に再生される。ここで、音声情報および画像情報の再生中において、ユーザは角度設定部160を用いて角度を指示する。このとき、ユーザは、画像表示部に表示された画像を見ながら角度を決定する。例えば、画像表示部の画面中央に被写体が表示されているならば、ユーザは、画面中央に対応する方向(すなわち、正面方向)を示す角度を指示する。これによって、ユーザは、正面方向から到来する音を目的音として抽出して聞くことができる。   In FIG. 22, the recording unit 803 records image information to be displayed on the image display unit in addition to the audio information described in FIG. The audio information and the image information are information related to each other, such as image (video) and audio information recorded simultaneously by a digital video camera. The audio information and the image information are simultaneously reproduced in the audio reproducing device 802. Here, during reproduction of the audio information and the image information, the user uses the angle setting unit 160 to specify an angle. At this time, the user determines the angle while viewing the image displayed on the image display unit. For example, if the subject is displayed at the center of the screen of the image display unit, the user indicates an angle indicating a direction corresponding to the center of the screen (that is, the front direction). Thereby, the user can extract and hear the sound coming from the front direction as the target sound.

なお、他の実施の形態においては、次のような構成も考えられる。図23は、他の実施の形態におけるマイクロホン装置の構成の一部を示す図である。図23において、第5のマイクロホンユニット5、第6のマイクロホンユニット6、および指向性合成部500については、図20に示す構成と同様である。また、指向性再合成部200については、図19に示す構成と同様である。図23に示す構成によっても、上記と同様の効果を得ることができる。なお、信号m1および信号m2を得た後の構成は実施の形態1〜4のいずれかの構成が用いられる。   In the other embodiments, the following configuration is also conceivable. FIG. 23 is a diagram illustrating a part of a configuration of a microphone device according to another embodiment. 23, the fifth microphone unit 5, the sixth microphone unit 6, and the directivity synthesis unit 500 have the same configuration as that shown in FIG. The directional resynthesis unit 200 has the same configuration as that shown in FIG. According to the configuration shown in FIG. 23, the same effect as above can be obtained. Note that any of the configurations of Embodiments 1 to 4 is used for the configuration after obtaining the signal m1 and the signal m2.

以上のように、本発明によれば、目的音方向に向けた指向性マイクロホン出力に対して、目的音方向以外の方向について定常および非定常雑音を抑圧することで、小型でありながら超指向性を持つマイクロホンを得ることができる。また、同時にマイクロホン装置が受ける反射波の周波数特性への影響を除去することができる。このように効果から、加法性雑音である騒音と、乗法性雑音である反射波との両方を同時に抑圧可能となり、音場の影響を受けず高S/Nでかつ常に平坦なマイクロホン周波数特性を実現することができる。また雑音抑圧処理部においては、処理遅延を少なくする構成を実現することで、大きな遅延が許されない拡声や通話への応用を可能とする。また、前処理となる指向性合成、逆指向性合成、指向性再合成などの組み合わせにより様々な方向の音を抽出したり再生装置側での同様の効果も得られる。   As described above, according to the present invention, for a directional microphone output directed to a target sound direction, stationary and non-stationary noises are suppressed in directions other than the target sound direction. Can be obtained. At the same time, it is possible to remove the influence of the reflected wave on the frequency characteristics of the microphone device. As described above, from the effect, it is possible to simultaneously suppress both the noise that is additive noise and the reflected wave that is multiplicative noise, and achieve a high S / N and always flat microphone frequency characteristic without being affected by the sound field. Can be realized. In the noise suppression processing unit, by realizing a configuration in which the processing delay is reduced, it is possible to apply the present invention to a loudspeaker or a call in which a large delay is not allowed. In addition, by combining directivity synthesis, reverse directivity synthesis, directivity resynthesis, and the like as preprocessing, sounds in various directions can be extracted, and the same effect on the reproduction device side can be obtained.

以上のように、本発明のマイクロホン装置および再生装置は、実使用環境の複数の騒音下でも安定に動作するとともに、高S/Nを実現すること等を目的として利用することが可能である。   As described above, the microphone device and the reproducing device according to the present invention can be operated stably even under a plurality of noises in an actual use environment, and can be used for the purpose of realizing a high S / N.

実施の形態1に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the microphone device according to the first embodiment. 図1に示す判定部の構成を示す図The figure which shows the structure of the determination part shown in FIG. 支配的である音の方向がθ1〜θ3方向である場合における音声検出の状態の例を示す図The figure which shows the example of the state of audio | voice detection when the direction of the dominant sound is (theta) 1- (theta) 3 direction. 雑音抑圧フィルタ係数算出部40の構成例を示す図The figure which shows the example of a structure of the noise suppression filter coefficient calculation part 40. 時変係数フィルタ部50の構成例を示す図The figure which shows the example of a structure of the time-varying coefficient filter part 50. 時変係数フィルタ部50の他の構成例を示す図The figure which shows the other example of a structure of the time-varying coefficient filter part 50. 図1に示す各信号の具体例を示す図The figure which shows the specific example of each signal shown in FIG. 実施の形態2に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to Embodiment 2. 反射物がある場合と反射物がない場合とにおけるマイクロホン装置の内部状態の相違を説明する図The figure explaining the difference of the internal state of the microphone device when there is a reflective object and when there is no reflective object. 実施の形態3に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to Embodiment 3. 実施の形態3に係るマイクロホン装置の他の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing another configuration of the microphone device according to the third embodiment. 実施の形態4に係るマイクロホン装置の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to Embodiment 4. マイクロホン装置の指向性パターンを示す図Diagram showing directivity pattern of microphone device 実施の形態5に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 is a diagram showing a part of the configuration of the microphone device according to the fifth embodiment. 実施の形態6に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 shows a part of the configuration of the microphone device according to the sixth embodiment. 実施の形態7に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 shows a part of the configuration of the microphone device according to the seventh embodiment. 実施の形態8に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 shows a part of the configuration of the microphone device according to the eighth embodiment. 実施の形態9に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 shows a part of the configuration of the microphone device according to the ninth embodiment. 実施の形態10に係るマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 14 shows a part of the configuration of the microphone device according to the tenth embodiment. 実施の形態11に係るマイクロホン装置の構成を示す図FIG. 14 shows a configuration of a microphone device according to Embodiment 11. 実施の形態11の応用例を示す図FIG. 27 shows an application example of the eleventh embodiment. 図21に示す音声再生装置の応用例を示す図The figure which shows the example of application of the audio | voice reproduction apparatus shown in FIG. 他の実施の形態におけるマイクロホン装置の構成の一部を示す図FIG. 9 is a diagram illustrating a part of a configuration of a microphone device according to another embodiment. 従来例1のマイクロホン装置の構成を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a microphone device of Conventional Example 1. 従来例2のマイクロホン装置の構成を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a microphone device of Conventional Example 2; 従来例3のマイクロホン装置の構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a microphone device of Conventional Example 3;

符号の説明Explanation of reference numerals

1 第1のマイクロホンユニット
2 第2のマイクロホンユニット
3 第3のマイクロホンユニット
4 第4のマイクロホンユニット
10 判定部
20 適応フィルタ部
30 信号減算部
40 雑音抑圧フィルタ係数算出部
50 時変係数フィルタ部
60 反射情報算出部
70 反射補正部
90 検出閾値設定部

REFERENCE SIGNS LIST 1 first microphone unit 2 second microphone unit 3 third microphone unit 4 fourth microphone unit 10 determination unit 20 adaptive filter unit 30 signal subtraction unit 40 noise suppression filter coefficient calculation unit 50 time-varying coefficient filter unit 60 reflection Information calculation unit 70 Reflection correction unit 90 Detection threshold setting unit

Claims (19)

目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置であって、
目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する前記主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
前記信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、前記信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、前記判定部によって前記レベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う適応フィルタ部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号から、前記適応フィルタ部によって生成された信号を減算する減算部と、
前記主信号と、前記減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する雑音抑圧部とを備える、マイクロホン装置。
A microphone device for detecting a target sound coming from a target sound direction,
A main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction, and a noise reference signal indicating the result of detecting sound arriving from a direction other than the target sound direction with higher sensitivity than the target sound. A signal generation unit to generate;
A determination unit that determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generation unit is larger than a predetermined value,
By filtering the main signal generated by the signal generation unit with an adaptive filter, a signal indicating the signal component of the target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit is generated, and the determination unit Only when it is determined that the level ratio is larger than a predetermined value, an adaptive filter unit that learns a filter coefficient,
From the noise reference signal generated by the signal generation unit, a subtraction unit that subtracts the signal generated by the adaptive filter unit,
A microphone device comprising: a noise suppression unit that suppresses a signal component of noise included in a main signal using the main signal and a noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit.
目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置であって、
目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する前記主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
前記信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、前記信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、前記判定部によって前記レベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う適応フィルタ部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号から、前記適応フィルタ部によって生成された信号を減算する減算部と、
前記適応フィルタ部のフィルタ係数に基づいて、目的音の直接波と反射波との到達時間差に関する情報を算出する反射情報算出部と、
前記反射情報算出部によって算出された情報に基づいて、目的音の反射波によって主信号に生じる周波数特性の歪を補正する反射補正部とを備える、マイクロホン装置。
A microphone device for detecting a target sound coming from a target sound direction,
A main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction, and a noise reference signal indicating the result of detecting sound arriving from a direction other than the target sound direction with higher sensitivity than the target sound. A signal generation unit to generate;
A determination unit that determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generation unit is larger than a predetermined value,
By filtering the main signal generated by the signal generation unit with an adaptive filter, a signal indicating the signal component of the target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit is generated, and the determination unit Only when it is determined that the level ratio is larger than a predetermined value, an adaptive filter unit that learns a filter coefficient,
From the noise reference signal generated by the signal generation unit, a subtraction unit that subtracts the signal generated by the adaptive filter unit,
Based on the filter coefficient of the adaptive filter unit, a reflection information calculation unit that calculates information about the arrival time difference between the direct wave and the reflected wave of the target sound,
A microphone device, comprising: a reflection correction unit configured to correct distortion of a frequency characteristic generated in a main signal due to a reflected wave of a target sound based on information calculated by the reflection information calculation unit.
前記信号生成部は、
指向性主軸が目的音方向に向けられて配置される第1のマイクロホンユニットと、
指向性の死角方向が目的音方向に向けられて配置される第2のマイクロホンユニットとを含む、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit in which a directional principal axis is arranged to face a target sound direction;
The microphone device according to claim 1, further comprising: a second microphone unit arranged such that the blind spot direction of the directivity is directed to the target sound direction.
前記信号生成部における雑音参照信号の出力端と前記減算部との間に設けられ、前記適応フィルタ部の適応フィルタの収束条件を満たすように当該雑音参照信号を遅延させる信号遅延部をさらに備える、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。   A signal delay unit that is provided between an output terminal of the noise reference signal in the signal generation unit and the subtraction unit and delays the noise reference signal so as to satisfy a convergence condition of an adaptive filter of the adaptive filter unit. The microphone device according to claim 1. 前記所定の値は変更可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。   3. The microphone device according to claim 1, wherein the predetermined value is changeable. 前記信号生成部は、
第1のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットから出力される信号を所定の遅延量だけ遅延させて出力する遅延部と、
前記遅延部から出力された信号を増幅する増幅部と、
前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号から、前記増幅部によって増幅された信号を減算することによって、主信号を生成する第1の減算部と、
前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号から、前記遅延部から出力された信号を減算することによって、雑音参照信号を生成する第2の減算部とを含み、
前記第1のマイクロホンユニットの位置と前記第2のマイクロホンユニットの位置とを結ぶ直線は、目的音方向を向く直線と直交し、
前記所定の遅延量は、雑音参照信号に、目的音方向以外の方向から到来する音の成分が目的音の成分よりも多く含まれるように設定され、
前記増幅部における増幅率は、前記主信号と雑音参照信号との間で目的音の感度に差が生じるように設定される、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A delay unit that delays and outputs a signal output from the first microphone unit by a predetermined delay amount;
An amplification unit that amplifies the signal output from the delay unit,
A first subtraction unit that generates a main signal by subtracting a signal amplified by the amplification unit from a signal output from the second microphone unit;
A second subtraction unit that generates a noise reference signal by subtracting a signal output from the delay unit from a signal output from the second microphone unit,
A straight line connecting the position of the first microphone unit and the position of the second microphone unit is orthogonal to a straight line directed to a target sound direction,
The predetermined amount of delay is set so that the noise reference signal contains more components of the sound arriving from directions other than the target sound direction than components of the target sound,
The microphone device according to claim 1, wherein an amplification factor in the amplification unit is set such that a difference occurs in sensitivity of a target sound between the main signal and the noise reference signal.
前記遅延部において設定される所定の遅延量を変化させる設定部をさらに備える、請求項6に記載のマイクロホン装置。   The microphone device according to claim 6, further comprising a setting unit that changes a predetermined delay amount set in the delay unit. 前記信号生成部は、
第1のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1および第2のマイクロホンユニットから出力される各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有するように主信号を生成するとともに、目的音方向の感度が最小となるように雑音信号を生成する合成部とを含む、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A main signal is generated based on each signal output from the first and second microphone units so as to have sensitivity in a target sound direction, and a noise signal is generated so that sensitivity in the target sound direction is minimized. The microphone device according to claim 1, further comprising: a synthesis unit configured to generate
前記信号生成部は、
第1のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットとは異なる方向に指向性主軸が向けられて配置された第2のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットから出力される信号と、前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号とを加算することによって主信号を生成する信号加算部と、
前記第1のマイクロホンユニットから出力される信号、および前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する信号減算部とを含む、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit;
A second microphone unit having a directivity main axis directed in a direction different from that of the first microphone unit,
A signal adding unit that generates a main signal by adding a signal output from the first microphone unit and a signal output from the second microphone unit;
And a signal subtracting section that generates a noise reference signal by subtracting one of the signal output from the first microphone unit and the signal output from the second microphone unit from the other. 3. The microphone device according to 1 or 2.
前記信号生成部は、
第1のマイクロホンユニットと、
第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成するステレオ信号生成部と、
前記ステレオ信号に基づいて、各マイクロホンユニットから出力される各信号を生成する逆合成部と、
前記逆合成部によって生成された各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する合成部とを含む、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A stereo signal generation unit that generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units;
An inverse synthesizing unit that generates each signal output from each microphone unit based on the stereo signal,
Based on each signal generated by the inverse synthesis unit, a main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction, and a sound arriving from a direction other than the target sound direction, The microphone device according to claim 1, further comprising: a synthesis unit configured to generate a noise reference signal indicating a result of detection with high sensitivity.
前記信号生成部は、
第1のマイクロホンユニットと、
第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成するステレオ信号生成部と、
前記ステレオ信号の右チャンネル信号と前記左チャンネル信号とを加算することによって主信号を生成する信号加算部と、
前記ステレオ信号の右チャンネル信号および左チャンネル信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する信号減算部とを含む、請求項1または2に記載のマイクロホン装置。
The signal generator,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A stereo signal generation unit that generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units;
A signal addition unit that generates a main signal by adding the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal,
The microphone device according to claim 1, further comprising: a signal subtraction unit configured to generate a noise reference signal by subtracting one of the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal from the other.
前記適応フィルタ部のフィルタ係数に基づいて、目的音の直接波と反射波との到達時間差に関する情報を算出する反射情報算出部と、
前記反射情報算出部によって算出された情報に基づいて、目的音の反射波によって主信号に生じる周波数特性の歪を補正する反射補正部とをさらに備え、
前記雑音抑圧部は、前記反射補正部による補正後の主信号と、前記減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する、請求項1に記載のマイクロホン装置。
Based on the filter coefficient of the adaptive filter unit, a reflection information calculation unit that calculates information about the arrival time difference between the direct wave and the reflected wave of the target sound,
A reflection correction unit that corrects a distortion of a frequency characteristic generated in a main signal by a reflected wave of the target sound based on the information calculated by the reflection information calculation unit,
2. The noise suppression unit according to claim 1, wherein the noise suppression unit suppresses a signal component of noise included in the main signal using the main signal corrected by the reflection correction unit and a noise reference signal subtracted by the subtraction unit. 3. A microphone device as described.
前記雑音抑圧部は、
前記主信号と前記減算部による減算後の雑音参照信号とに基づいて、主信号から雑音の信号成分を抑圧するための雑音抑圧フィルタのフィルタ係数を算出する雑音抑圧フィルタ係数算出部と、
前記雑音抑圧フィルタ係数算出部によって算出されたフィルタ係数を反映して、前記雑音抑圧フィルタによって前記主信号に対してフィルタリングを行う時変係数フィルタ部とを含む、請求項1に記載のマイクロホン装置。
The noise suppression unit includes:
A noise suppression filter coefficient calculation unit that calculates a filter coefficient of a noise suppression filter for suppressing a signal component of noise from the main signal based on the main signal and the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit;
The microphone device according to claim 1, further comprising: a time-varying coefficient filter unit that performs filtering on the main signal by the noise suppression filter by reflecting the filter coefficient calculated by the noise suppression filter coefficient calculation unit.
前記雑音抑圧フィルタ係数算出部は、
前記主信号のパワスペクトルを算出する第1の周波数分析部と、
前記減算部による減算後の雑音参照信号のパワスペクトルを算出する第2の周波数分析部と、
前記判定部によって前記レベル比が所定の値よりも小さい大きいと判定された場合にのみ、前記第1の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルと、前記第2の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルとのパワスペクトル比の時間平均を算出するパワスペクトル比演算部と、
パワスペクトル比演算部によって算出されたパワスペクトル比の時間平均と、前記第2の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルとを乗算する乗算部と、
前記第1の周波数分析部によって算出されたパワスペクトルと、前記乗算部による乗算結果とに基づいて、前記雑音抑圧フィルタのフィルタ係数を算出する係数算出部とを含む、請求項1に記載のマイクロホン装置。
The noise suppression filter coefficient calculation unit,
A first frequency analyzer for calculating a power spectrum of the main signal;
A second frequency analysis unit that calculates a power spectrum of the noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit;
Only when the determining unit determines that the level ratio is smaller than a predetermined value, the power spectrum calculated by the first frequency analyzing unit and the power spectrum calculated by the second frequency analyzing unit. A power spectrum ratio calculation unit that calculates a time average of a power spectrum ratio with a spectrum,
A time average of the power spectrum ratio calculated by the power spectrum ratio calculation unit, and a multiplication unit that multiplies the power spectrum calculated by the second frequency analysis unit;
2. The microphone according to claim 1, further comprising: a coefficient calculator that calculates a filter coefficient of the noise suppression filter based on a power spectrum calculated by the first frequency analyzer and a multiplication result by the multiplier. 3. apparatus.
目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置であって、
第1のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットとは異なる方向に指向性主軸が向けられて配置された第2のマイクロホンユニットと、
前記第1のマイクロホンユニットから出力される信号と、前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号とを加算することによって主信号を生成する信号加算部と、
前記第1のマイクロホンユニットから出力される信号、および前記第2のマイクロホンユニットから出力される信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する信号減算部と、
前記主信号と、前記雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する雑音抑圧部とを備える、マイクロホン装置。
A microphone device for detecting a target sound coming from a target sound direction,
A first microphone unit;
A second microphone unit having a directivity main axis directed in a direction different from that of the first microphone unit,
A signal adding unit that generates a main signal by adding a signal output from the first microphone unit and a signal output from the second microphone unit;
A signal subtraction unit that generates a noise reference signal by subtracting the signal output from the first microphone unit and the signal output from the second microphone unit from one of the other;
A microphone device comprising: a noise suppression unit configured to suppress a signal component of noise included in a main signal using the main signal and the noise reference signal.
目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置であって、
第1のマイクロホンユニットと、
第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成するステレオ信号生成部と、
前記ステレオ信号に基づいて、各マイクロホンユニットから出力される各信号を生成する逆合成部と、
前記逆合成部によって生成された各信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する合成部と、
前記主信号と、前記雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する雑音抑圧部とを備える、マイクロホン装置。
A microphone device for detecting a target sound coming from a target sound direction,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A stereo signal generation unit that generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units;
An inverse synthesizing unit that generates each signal output from each microphone unit based on the stereo signal,
Based on each signal generated by the inverse synthesis unit, a main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction, and a sound arriving from a direction other than the target sound direction, A synthesis unit that generates a noise reference signal indicating a result of detection with high sensitivity,
A microphone device comprising: a noise suppression unit configured to suppress a signal component of noise included in a main signal using the main signal and the noise reference signal.
目的音方向から到来する目的音を検出するマイクロホン装置であって、
第1のマイクロホンユニットと、
第1のマイクロホンユニットと同一の特性を有する第2のマイクロホンユニットと、
前記第1および第2のマイクロホンユニットに基づいて、右チャンネル信号と左チャンネル信号とからなるステレオ信号を生成するステレオ信号生成部と、
前記ステレオ信号の右チャンネル信号と前記左チャンネル信号とを加算することによって主信号を生成する信号加算部と、
前記ステレオ信号の右チャンネル信号および左チャンネル信号のいずれか一方から他方を減算することによって雑音参照信号を生成する信号減算部と、
前記主信号と、前記雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する雑音抑圧部とを備える、マイクロホン装置。
A microphone device for detecting a target sound coming from a target sound direction,
A first microphone unit;
A second microphone unit having the same characteristics as the first microphone unit;
A stereo signal generation unit that generates a stereo signal including a right channel signal and a left channel signal based on the first and second microphone units;
A signal addition unit that generates a main signal by adding the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal,
A signal subtraction unit that generates a noise reference signal by subtracting the other from one of the right channel signal and the left channel signal of the stereo signal,
A microphone device comprising: a noise suppression unit configured to suppress a signal component of noise included in a main signal using the main signal and the noise reference signal.
少なくとも2種類のチャンネルの音声信号を記録する音声記録部と、
前記記録部に記録されている音声信号に基づいて、目的音方向に対して感度を有して検出した結果を示す主信号と、目的音方向以外の他の方向から到来する音を目的音よりも高い感度で検出した結果を示す雑音参照信号とを生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号の信号レベルに対する前記主信号の信号レベルの割合を示すレベル比が所定の値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
前記信号生成部によって生成された主信号を適応フィルタでフィルタリングすることによって、前記信号生成部によって生成された雑音参照信号に含まれる目的音の信号成分を示す信号を生成するとともに、前記判定部によって前記レベル比が所定の値よりも大きいと判定された場合のみ、フィルタ係数の学習を行う適応フィルタ部と、
前記信号生成部によって生成された雑音参照信号から、前記適応フィルタ部によって生成された信号を減算する減算部と、
前記主信号と、前記減算部による減算後の雑音参照信号とを用いて、主信号に含まれる雑音の信号成分を抑圧する雑音抑圧部と、
前記雑音抑圧部によって雑音信号成分が抑圧された主信号を再生する再生部とを備える、音声再生装置。
An audio recording unit that records audio signals of at least two types of channels;
Based on the audio signal recorded in the recording unit, a main signal indicating the result of detection with sensitivity to the target sound direction, and a sound arriving from a direction other than the target sound direction, A signal generation unit that generates a noise reference signal indicating a result of detection with high sensitivity,
A determination unit that determines whether a level ratio indicating a ratio of a signal level of the main signal to a signal level of the noise reference signal generated by the signal generation unit is larger than a predetermined value,
By filtering the main signal generated by the signal generation unit with an adaptive filter, a signal indicating the signal component of the target sound included in the noise reference signal generated by the signal generation unit is generated, and the determination unit Only when it is determined that the level ratio is larger than a predetermined value, an adaptive filter unit that learns a filter coefficient,
From the noise reference signal generated by the signal generation unit, a subtraction unit that subtracts the signal generated by the adaptive filter unit,
Using the main signal and a noise reference signal after the subtraction by the subtraction unit, a noise suppression unit that suppresses a signal component of noise included in the main signal,
A reproducing unit configured to reproduce a main signal in which a noise signal component is suppressed by the noise suppressing unit.
前記音声記録部に記録されている音声信号に関連する映像信号を記録する映像記録部と、
前記映像記録部に記録されている映像信号を再生する映像再生部と、
音を強調すべき方向の入力をユーザから受け付ける方向受付部とをさらに備え、
前記信号生成部は、前記方向受付部によって受け付けられた方向を目的音方向として主信号および雑音参照信号を生成する、請求項18に記載の音声再生装置。
A video recording unit that records a video signal related to the audio signal recorded in the audio recording unit,
A video reproduction unit that reproduces a video signal recorded in the video recording unit,
A direction receiving unit that receives an input of a direction in which the sound should be emphasized from the user,
19. The audio reproducing device according to claim 18, wherein the signal generation unit generates a main signal and a noise reference signal with a direction received by the direction reception unit as a target sound direction.
JP2003385375A 2002-11-18 2003-11-14 Microphone device and playback device Expired - Fee Related JP4286637B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003385375A JP4286637B2 (en) 2002-11-18 2003-11-14 Microphone device and playback device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002333390 2002-11-18
JP2003385375A JP4286637B2 (en) 2002-11-18 2003-11-14 Microphone device and playback device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004187283A true JP2004187283A (en) 2004-07-02
JP2004187283A5 JP2004187283A5 (en) 2006-12-07
JP4286637B2 JP4286637B2 (en) 2009-07-01

Family

ID=32774565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003385375A Expired - Fee Related JP4286637B2 (en) 2002-11-18 2003-11-14 Microphone device and playback device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4286637B2 (en)

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007018293A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Sound source separating device, speech recognizing device, portable telephone, and sound source separating method, and program
WO2007052604A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sound collecting device
JP2007129373A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Univ Waseda Method and system for adjusting sensitivity of microphone
JP2007158516A (en) * 2005-12-01 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microphone apparatus
JP2007180896A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Kenwood Corp Voice signal processor and voice signal processing method
JP2007235358A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Sound pickup device, program, and recording medium recorded with it
JP2008131183A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Univ Waseda Sound source separating device, sound source separating method, sound source separating program, and recording medium
JP2008172334A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Kenwood Corp Audio signal processor, processing method and program
JP2009005261A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Sound pickup apparatus, sound pickup method, sound pickup program using its method, and storage medium
WO2009019748A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Fujitsu Limited Sound receiving device, directional characteristic deriving method, directional characteristic deriving apparatus and computer program
WO2009025090A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Panasonic Corporation Directivity microphone device
JP2010020165A (en) * 2008-07-11 2010-01-28 Fujitsu Ltd Noise suppressing device, mobile phone, noise suppressing method and computer program
JP2010054728A (en) * 2008-08-27 2010-03-11 Hitachi Ltd Sound source extracting device
JP2010156742A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Yaskawa Electric Corp Signal processing device and method thereof
WO2010089976A1 (en) 2009-02-09 2010-08-12 パナソニック株式会社 Hearing aid
JP2010532879A (en) * 2007-07-06 2010-10-14 オーディエンス,インコーポレイテッド Adaptive intelligent noise suppression system and method
WO2012014451A1 (en) 2010-07-26 2012-02-02 パナソニック株式会社 Multi-input noise suppresion device, multi-input noise suppression method, program, and integrated circuit
US8369555B2 (en) 2006-10-27 2013-02-05 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric microphones
JP2013511178A (en) * 2009-11-12 2013-03-28 インスティテュート フューア ランドファンクテクニック ゲーエムベーハー Method for mixing microphone signals in recording with multiple microphones
WO2013094103A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 パナソニック株式会社 Sound processing device, and sound processing method
US8477962B2 (en) 2009-08-26 2013-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Microphone signal compensation apparatus and method thereof
US8638955B2 (en) 2006-11-22 2014-01-28 Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc. Voice input device, method of producing the same, and information processing system
US8731693B2 (en) 2006-11-22 2014-05-20 Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc. Voice input device, method of producing the same, and information processing system
WO2014097637A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 パナソニック株式会社 Directional microphone device, audio signal processing method and program
WO2014168021A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 日本電気株式会社 Signal processing device, signal processing method, and signal processing program
JP2015050558A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 沖電気工業株式会社 Sound source separating device, sound source separating program, sound collecting device, and sound collecting program
JP2015159605A (en) * 2011-02-10 2015-09-03 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション System and method for wind detection and suppression
US9536540B2 (en) 2013-07-19 2017-01-03 Knowles Electronics, Llc Speech signal separation and synthesis based on auditory scene analysis and speech modeling
US9558755B1 (en) 2010-05-20 2017-01-31 Knowles Electronics, Llc Noise suppression assisted automatic speech recognition
US9640194B1 (en) 2012-10-04 2017-05-02 Knowles Electronics, Llc Noise suppression for speech processing based on machine-learning mask estimation
US9799330B2 (en) 2014-08-28 2017-10-24 Knowles Electronics, Llc Multi-sourced noise suppression
US9830899B1 (en) 2006-05-25 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Adaptive noise cancellation
JP2018527857A (en) * 2015-08-07 2018-09-20 シーラス ロジック インターナショナル セミコンダクター リミテッド Event detection for playback management in audio equipment
WO2018186716A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 김금철 Apparatus for collecting sounds in wide area without loss of sounds, and use method therefor
JP2019068133A (en) * 2017-09-28 2019-04-25 沖電気工業株式会社 Sound pick-up device, program, and method
JP2020022115A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 日本電信電話株式会社 Voice collection device
JP2021135311A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Voice processing device and voice processing method
JP2021135310A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Voice processing device and voice processing method
CN115881151A (en) * 2023-01-04 2023-03-31 广州市森锐科技股份有限公司 Bidirectional pickup denoising method, device, equipment and medium based on high-speed shooting instrument
US12039993B2 (en) 2020-02-21 2024-07-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Speech processing device and speech processing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107903435B (en) * 2017-11-07 2021-06-04 东莞市富颖电子材料有限公司 Electromagnetic radiation prevention waterproof breathable film material and preparation method and application thereof

Cited By (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8112272B2 (en) 2005-08-11 2012-02-07 Asashi Kasei Kabushiki Kaisha Sound source separation device, speech recognition device, mobile telephone, sound source separation method, and program
JPWO2007018293A1 (en) * 2005-08-11 2009-02-19 旭化成株式会社 Sound source separation device, voice recognition device, mobile phone, sound source separation method, and program
WO2007018293A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Sound source separating device, speech recognizing device, portable telephone, and sound source separating method, and program
JP4919955B2 (en) * 2005-11-01 2012-04-18 パナソニック株式会社 Sound collector
WO2007052604A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sound collecting device
JP2007129373A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Univ Waseda Method and system for adjusting sensitivity of microphone
US8189806B2 (en) 2005-11-01 2012-05-29 Panasonic Corporation Sound collection apparatus
JP2007158516A (en) * 2005-12-01 2007-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microphone apparatus
JP2007180896A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Kenwood Corp Voice signal processor and voice signal processing method
JP2007235358A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Sound pickup device, program, and recording medium recorded with it
US9830899B1 (en) 2006-05-25 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Adaptive noise cancellation
US8369555B2 (en) 2006-10-27 2013-02-05 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric microphones
JP2008131183A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Univ Waseda Sound source separating device, sound source separating method, sound source separating program, and recording medium
US8638955B2 (en) 2006-11-22 2014-01-28 Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc. Voice input device, method of producing the same, and information processing system
US8731693B2 (en) 2006-11-22 2014-05-20 Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc. Voice input device, method of producing the same, and information processing system
JP2008172334A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Kenwood Corp Audio signal processor, processing method and program
JP2009005261A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Sound pickup apparatus, sound pickup method, sound pickup program using its method, and storage medium
JP2010532879A (en) * 2007-07-06 2010-10-14 オーディエンス,インコーポレイテッド Adaptive intelligent noise suppression system and method
JP2014232331A (en) * 2007-07-06 2014-12-11 オーディエンス,インコーポレイテッド System and method for adaptive intelligent noise suppression
KR101461141B1 (en) * 2007-07-06 2014-11-13 오디언스 인코포레이티드 System and method for adaptively controlling a noise suppressor
WO2009019748A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Fujitsu Limited Sound receiving device, directional characteristic deriving method, directional characteristic deriving apparatus and computer program
JP4962572B2 (en) * 2007-08-03 2012-06-27 富士通株式会社 Sound receiver
US8340316B2 (en) 2007-08-22 2012-12-25 Panasonic Corporation Directional microphone device
WO2009025090A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Panasonic Corporation Directivity microphone device
US9135924B2 (en) 2008-07-11 2015-09-15 Fujitsu Limited Noise suppressing device, noise suppressing method and mobile phone
JP2010020165A (en) * 2008-07-11 2010-01-28 Fujitsu Ltd Noise suppressing device, mobile phone, noise suppressing method and computer program
JP2010054728A (en) * 2008-08-27 2010-03-11 Hitachi Ltd Sound source extracting device
JP2010156742A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Yaskawa Electric Corp Signal processing device and method thereof
WO2010089976A1 (en) 2009-02-09 2010-08-12 パナソニック株式会社 Hearing aid
US8477962B2 (en) 2009-08-26 2013-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Microphone signal compensation apparatus and method thereof
JP2013511178A (en) * 2009-11-12 2013-03-28 インスティテュート フューア ランドファンクテクニック ゲーエムベーハー Method for mixing microphone signals in recording with multiple microphones
US9558755B1 (en) 2010-05-20 2017-01-31 Knowles Electronics, Llc Noise suppression assisted automatic speech recognition
US8824700B2 (en) 2010-07-26 2014-09-02 Panasonic Corporation Multi-input noise suppression device, multi-input noise suppression method, program thereof, and integrated circuit thereof
WO2012014451A1 (en) 2010-07-26 2012-02-02 パナソニック株式会社 Multi-input noise suppresion device, multi-input noise suppression method, program, and integrated circuit
US9761214B2 (en) 2011-02-10 2017-09-12 Dolby Laboratories Licensing Corporation System and method for wind detection and suppression
JP2015159605A (en) * 2011-02-10 2015-09-03 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション System and method for wind detection and suppression
JPWO2013094103A1 (en) * 2011-12-20 2015-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Sound processing apparatus and sound processing method
WO2013094103A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 パナソニック株式会社 Sound processing device, and sound processing method
US9326065B2 (en) 2011-12-20 2016-04-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Sound processing device, and sound processing method
US9640194B1 (en) 2012-10-04 2017-05-02 Knowles Electronics, Llc Noise suppression for speech processing based on machine-learning mask estimation
JPWO2014097637A1 (en) * 2012-12-21 2017-01-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Directional microphone device, acoustic signal processing method and program
WO2014097637A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 パナソニック株式会社 Directional microphone device, audio signal processing method and program
US9264797B2 (en) 2012-12-21 2016-02-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Directional microphone device, acoustic signal processing method, and program
US10741194B2 (en) 2013-04-11 2020-08-11 Nec Corporation Signal processing apparatus, signal processing method, signal processing program
WO2014168021A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 日本電気株式会社 Signal processing device, signal processing method, and signal processing program
US9536540B2 (en) 2013-07-19 2017-01-03 Knowles Electronics, Llc Speech signal separation and synthesis based on auditory scene analysis and speech modeling
JP2015050558A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 沖電気工業株式会社 Sound source separating device, sound source separating program, sound collecting device, and sound collecting program
US9799330B2 (en) 2014-08-28 2017-10-24 Knowles Electronics, Llc Multi-sourced noise suppression
JP2018527857A (en) * 2015-08-07 2018-09-20 シーラス ロジック インターナショナル セミコンダクター リミテッド Event detection for playback management in audio equipment
US11621017B2 (en) 2015-08-07 2023-04-04 Cirrus Logic, Inc. Event detection for playback management in an audio device
US11176920B2 (en) 2017-04-06 2021-11-16 Geum Cheol KIM Apparatus for collecting sounds in wide area without loss of sounds, and use method therefor
WO2018186716A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 김금철 Apparatus for collecting sounds in wide area without loss of sounds, and use method therefor
JP2019068133A (en) * 2017-09-28 2019-04-25 沖電気工業株式会社 Sound pick-up device, program, and method
WO2020026727A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 日本電信電話株式会社 Sound collection device
US11479184B2 (en) 2018-08-02 2022-10-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Sound collection apparatus
JP7210926B2 (en) 2018-08-02 2023-01-24 日本電信電話株式会社 sound collector
JP2020022115A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 日本電信電話株式会社 Voice collection device
JP2021135311A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Voice processing device and voice processing method
JP2021135310A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Voice processing device and voice processing method
JP7493158B2 (en) 2020-02-21 2024-05-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Audio processing device and audio processing method
US12039993B2 (en) 2020-02-21 2024-07-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Speech processing device and speech processing method
CN115881151A (en) * 2023-01-04 2023-03-31 广州市森锐科技股份有限公司 Bidirectional pickup denoising method, device, equipment and medium based on high-speed shooting instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP4286637B2 (en) 2009-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4286637B2 (en) Microphone device and playback device
US7577262B2 (en) Microphone device and audio player
JP5762956B2 (en) System and method for providing noise suppression utilizing nulling denoising
Van Waterschoot et al. Fifty years of acoustic feedback control: State of the art and future challenges
JP3541339B2 (en) Microphone array device
JP5371197B2 (en) Multi-channel echo correction system and method
US8180067B2 (en) System for selectively extracting components of an audio input signal
JP6703525B2 (en) Method and device for enhancing sound source
US8462962B2 (en) Sound processor, sound processing method and recording medium storing sound processing program
JP5060631B1 (en) Signal processing apparatus and signal processing method
JP6834061B2 (en) Enhanced virtual stereo playback for mismatched transoral loudspeaker systems
JP6479287B1 (en) Subband space crosstalk cancellation for audio playback
JP5479655B2 (en) Method and apparatus for suppressing residual echo
JP2007523514A (en) Adaptive beamformer, sidelobe canceller, method, apparatus, and computer program
US20130016854A1 (en) Microphone array processing system
WO2005125272A1 (en) Howling suppression device, program, integrated circuit, and howling suppression method
US20140193000A1 (en) Method and apparatus for generating a noise reduced audio signal using a microphone array
TWI690220B (en) Spectral defect compensation for crosstalk processing of spatial audio signals
KR101182017B1 (en) Method and Apparatus for removing noise from signals inputted to a plurality of microphones in a portable terminal
TWI465121B (en) System and method for utilizing omni-directional microphones for speech enhancement
JP5937451B2 (en) Echo canceling apparatus, echo canceling method and program
JP4478045B2 (en) Echo erasing device, echo erasing method, echo erasing program and recording medium therefor
JPH10327494A (en) Microphone system
EP4404548A1 (en) Acoustic echo cancellation
JP2010028181A (en) Sound collecting headphone

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061018

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061018

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090303

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090325

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4286637

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees