JP2007158731A - 収音・再生方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】近接配置された複数のマイクロホンを使用し、音場空間内の任意の位置に対する指向性に優れた収音システムとこれを使用した再生システムを提供する。
【解決手段】複数の収音マイクロホンの周囲に複数の制御点を設定する。この制御点と各マイクロホン間の所望応答関数行列Ａ（ω）及び伝達関数行列Ｃ（ω）を実測によって求める。収音デバイス１を構成する各マイクロホンに、デジタル信号処理部２に設けられた制御フィルタＨを接続する。制御フィルタＨは再生処理部４の出力チャネル数分設けられている。各制御フィルタＨからの出力を各チャネルごとに加算して、再生処理部４の各チャネルに出力する。制御フィルタＨは、収音時のマイクロホンの指向性を制御点で指定することにより、指定された制御点の予め実測された所望応答関数行列Ａ（ω）及び伝達関数行列Ｃ（ω）に基づいて決定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、近接配置されたマイクロフォン・アレイを用いて、任意の方向に指向性をつけて収音すると共に、収音した音をチャネル数や再生機器の異なる任意の再生システムにおいて再生可能とした収音・再生方法および装置に関する。

音場内における収音装置として、複数のマイクロホンを使用したマイクロホンアレイ装置が知られている。このマイクロホンアレイ装置の中で、マイクロホン数の削減を目的として、マイクロホンを実際に設置して収音する代わりに、実際に配置するマイクロホンから収音される音信号をもとにして、想定位置で収音されるであろう音信号を想定する技術が提案されている。特許文献１の発明は、そのような技術の代表的なものであって、次元当たり２本のマイクロホン数で次元方向の任意の位置の収音信号を推定するものである。

この特許文献１の発明では、図６に示すように、マイクロホン１０ａ，ｂを軸方向に２つ配置し、これで収音した音信号を受音信号推定処理部１１に入力する。受音信号推定処理部１１は、音源から前記２つのマイクロホンに到来する音波を平面波であるものと近似して、マイクロホン１０ａ，ｂと同軸上にある位置での推定受音信号を波動方程式により近似表現し、前記２つのマイクロホンそれぞれに到来する音波の平均パワーが等しいと仮定して前記波動方程式の音波の到来方向に依存する係数ｂｃｏｓθを推定し、前記２つのマイクロホンからの受音信号を基にそれらマイクロホンと同軸上の任意の位置の受音信号を推定する。

特開２００１−４５５９０号公報

ところで、上記特許文献１の発明は、音源から２つのマイクロホンに到達する信号を平面波であるものとして近似した信号処理を行うものであるが、実際の音場内では音波がこのような平面波となるとは限らないため、受音信号の推定位置を正確に得られない。

また、複数のマイクロホンで収音した音の位相差、時間差、周波数の差を検出して、それに基づいて任意の位置における受音信号を推定することも考えられるが、その場合、複数のマイクロホンを近接配置すると、前記の位相差などの検出値が小さくなり誤差の影響が入り込みやすくなり、正確な推定が困難となる。

また、一般的に、収音現場あるいは編集の現場において、音量の設定が適切な状態であるか、また、収音・編集の設定条件を改善できないか、常に確認する必要がある。例えば、５．１チャネルサラウンドシステム向けの収音を行う場合、実際に５．１チャネル再生システムを用意してモニタリングする必要があるが、収音の現場にこのような大掛かりな再生システムを用意するのは困難であり、ヘッドフォンや２チャネルのモニタスピーカでモニタリングするのが一般的であった。しかしながら、従来の２チャネルのヘッドホン・スピーカでは、マルチチャネル収音について、各チャネル（各方向の音）がどのような状況になっているか（音の大きさ、音像定位の良否）を確認することはできなかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、複数のマイクロホン近接配置した状態で、任意の方向から到来する音（到来波面の曲率は平行平面波に限らず、任意の曲率を持った球面波に対応可能である。）を強調してサンプリングすることが可能な収音システムを提供することにある。

より具体的には、近接配置した複数のマイクロフォンに入力された信号について信号処理を行うことで、任意の方向からの音を強調して収音する（任意の方向にマイクロホンの指向性をつける）ことが可能となる収音システムを提供するものである。

また、本発明の他の目的は、各マイクロホンから入力された信号を前記信号処理した結果得られるＮチャネルの出力を、仮想音源再生処理部に入力することにより２チャネルの出力が得て、これをヘッドホンまたは２チャネルスピーカでモニタリングすることを可能とした収音システムを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、前記の収音システムをチャネル数や再生機器の異なる任意の再生システムに接続することにより、例えば、５．１チャネルサラウンドシステムやステレオシステム、仮想音源再生処理部など、一般に普及している、あるいは将来開発される再生システムとの互換が取れる、収音・再生システムを提供することにある。

請求項１の発明は、複数のマイクロホンを近接配置し、各マイクロホンには、再生チャネル数に応じた数の制御フィルタを接続し、各チャネルの制御フィルタからの出力信号を各チャネルごとに加算して、それぞれの再生チャネルから出力する収音・再生システムにおいて、前記制御フィルタとして、近接配置された複数のマイクロホンの周囲音場内に複数の制御点を設定し、これらの制御点と各マイクロホンとの間の所望応答関数行列と伝達関数行列を実測値に基づいて求め、前記マイクロホンの指向性を指定した場合に、指定された指向性に対応する制御点の所望応答関数行列と伝達関数行列とに基づいて前記制御フィルタの値を決定することを特徴とする。

請求項２の発明は、前記請求項１の発明において、前記制御フィルタが、制御フィルタ行列をＨ（ω）、所望応答関数行列をＡ（ω）、伝達関数をＣ（ω）とした場合に、Ｈ（ω）＝［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^T・Ａ（ω）で表現され、伝達関数行列Ｃ（ω）との逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを解くことで得られることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記請求項１または請求項２の発明において、前記各チャネルの加算器からの各チャネルの信号の中から、モニタリングを行うチャネルの信号のみを指定して取出し、この取り出したチャネルの信号を２チャネルスピーカまたはヘッドホンに出力することを特徴とする。

請求項４の発明は、前記請求項３の発明において、前記仮想音源再生処理部が、各チャネルの信号を再生用デバイスの左右出力信号用にそれぞれ分割し、この分割された各チャネルの左右の信号を再生用デバイスの特性に適合した制御フィルタを通して左右の再生用デバイスに出力することを特徴とする。

請求項５の発明は、近接配置された複数の収音用デバイスと、各収音用デバイスによって収音された音を処理するデジタル信号処理部と、このデジタル信号処理部から出力された音声信号を出力する再生出力部とを備えた収音・再生装置において、前記再生出力部には、１あるいは複数チャネルの再生デバイスが設けられ、前記デジタル信号処理部には、前記複数の収音用デバイスのそれぞれに接続された前記再生チャネル数に対応した数の制御フィルタと、各収音用デバイスに接続された各再生チャネルの制御フィルタの出力を各チャネルごとに加算するチャネル数に対応した数の加算器が設けられ、これら各チャネルの加算器の出力が前記再生処理部における各チャネルの再生用デバイスに接続されていることを特徴とする。

また、前記制御フィルタは、近接配置された複数の収音用デバイスの周囲音場内に複数の制御点を設定し、これらの制御点と各収音用デバイスとの間の所望応答関数行列と伝達関数行列を実測値に基づいて求め、前記収音用デバイスの指向性を指定した場合に、指定された指向性に対応する制御点と各収音用デバイス間の所望応答関数行列と伝達関数行列とに基づいて前記制御フィルタの値を決定するものであって、前記デジタル信号処理部には、この制御フィルタを制御して収音時の指向性を決定するために、指向性制御データを入力する指向性制御部が設けられていることを特徴とする。

請求項６の発明は、前記請求項５の発明において、前記制御フィルタが、制御フィルタ行列をＨ（ω）、所望応答関数行列をＡ（ω）、伝達関数をＣ（ω）とした場合に、Ｈ（ω）＝［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^T・Ａ（ω）で表現され、伝達関数行列Ｃ（ω）との逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを解くことで得られることを特徴とする。

請求項７の発明は、前記請求項５または請求項６の発明において、前記デジタル信号処理部にモニタリング処理部が接続され、このモニタリング処理部には、前記デジタル信号処理部に設けられた各チャネルの加算器からの信号を、２チャネルのモニタリング用デバイスの出力信号に変換する仮想音源再生処理部を備えていることを特徴とする。

請求項８の発明は、前記請求項７の発明において、前記仮想音源再生処理部が、前記デジタル信号処理部に設けられた各チャネルの加算器からの出力をモニタリング用デバイスの左右２つのチャネルに合わせて２分割し、この２分割された各チャネルの左右の信号ごとにモニタリング用デバイスに対応したフィルタ係数を設定した制御フィルタと、各チャネルの制御フィルタからの出力を加算する左右の加算器と、この左右の加算器からの信号をモニタリング用デバイスの各チャネルに出力する出力部を備えていることを特徴とする。

以上のような構成を有する本発明においては、次のような効果が発揮される。
(1) 既存のシステムよりもマイクロホンを近接配置できるので、システム全体の物理的規模を縮小化できる。
(2) データストレージの面でも小規模化できる。
(3) 空間音場全体の情報を保存できるため、既存の音場再生システムや将来新しく現れる音場再生システムに対応することができる。
(4) バーチャライズ（仮想音源再生）システムとの連携が容易で、効果的である。
(5) 複数の方向の音を強調して収音するマルチチャネル収音システムにおいて、２チャネルあるいはヘッドホンにより、各チャネルの収音状況をモニタリングすることができる。

次に、本発明の収音・再生システムの一実施形態を図面に従って具体的に説明する。

（１）収音用デバイスの一例
図１は、本実施形態における収音用デバイス１を構成する４つのマイクロホンＭ１〜Ｍ４の一例を示すもので、これらのマイクロホンＭ１〜Ｍ４はホルダ１１内にその収音面を同一方向に向けて収容されている。

各マイクロホンＭ１〜Ｍ４の間隔は、空間サンプリングの観点から収音したい音波の４分の１波長よりも短い間隔が望ましく、収音する音波をオーディオ帯域とした場合には１０ｍｍ程度の間隔で配置する。ただし、この寸法は、本実施形態に限定されるものではなく、応用分野によって、１００ｍｍ程度から、５０〜１ｍｍ程度でも構わない。また、収音するチャネル数（マイクロホン数）は２以上であれば良い。

（２）再生等化回路
本発明の収音・再生システムに使用するアルゴリズムの一例を、図２に示す再生等化回路によって説明する。前記各マイクロホンＭ１〜Ｍ４の出力側は、それぞれ図２に示すような再生等化回路に接続されている。この再生等化回路は、目標信号を出力する所望応答Ａと、この所望応答Ａと並列に接続された伝達系Ｃ及び制御フィルタＨと、前記所望応答Ａと制御フィルタＨからの出力を加算して誤差ｅを出力する加算器Σとから構成されている。

前記所望応答Ａは、下記の数１式で表現される伝達関数行列Ａ（ω）によって求められる。

ここで、所望応答の行列Ａ（ω）は、図３に示す通り、マイクロホンＭ１〜Ｍ４を音場空間の収音位置に配置した状態で、その周囲にｑ個の制御点を設定し、各制御点からのインパルス応答を実測することによって取得する。この場合、図３では、マイクロホンＭ１〜Ｍ４の周囲３６０°を１５°置きに実測しているが、制御点数は必ずしもこれに限定されるものではない。また、マイクロホンＭ１〜Ｍ４と各制御点との距離も１ｍとしているが、この距離についても特に限定はない。さらに、これら実測した各制御点以外の個所における所望応答については、補間法などによって計算することにより取得する。

前記伝達系Ｃは、下記の数２式で表現される伝達関数行列Ｃ（ω）によって求められる。

ここで、Ｃ₁₁（ω）………Ｃ_1M（ω）は、１番目の制御点と各マイク間の伝達係数を示し、Ｍが制御点数を示している。また、Ｃ_N1（ω）………Ｃ_NM（ω）は、Ｎ番目の制御点と各マイク間の伝達係数を示している。この伝達関数Ｃ₁₁（ω）………Ｃ_1M（ω）は、各マイクロホンＭ１〜Ｍ４と各制御点間の伝達特性（減衰や遅れなど）を実測することによって求める。

前記制御フィルタＨは、前記所望応答伝達関数行列Ａ（ω）と伝達関数行列Ｃ（ω）に基づいて、下記の数３式により求められる。

すなわち、前記の各式から明らかなように、図２の再生等化回路においては、加算器Σによって所望応答伝達関数行列Ａ（ω）から制御フィルタＨに含まれているＡ（ω）を減算しているため、再生等化回路から出力される誤差ｅを最小とするような制御フィルタＨを得るためには、制御フィルタＨを構成する伝達関数行列Ｃの逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを、最小二乗法などの近似計算法により解けばよいことになる。この場合、最小二乗法に基づく解法は、最急降下など各種数値計算法を適用することができる。

（３）収音・再生システムの全体構成
本実施形態の収音・再生システムは、図４に示すように、前記のような複数のマイクロホンと各マイクロホンの出力側に接続された制御フィルタＨに対して、モニタリングシステム及び再生システムを組み合わせることにより構成される。なお、図１では、収音デバイスとして、４個のマイクロホンを示したが、図４の実施形態では、収音用のマイク数をＭ、再生チャネル数をＮとしている。

図４において、１は収音用デバイス、２はデジタル信号処理部、３はモニタリング処理部、４は再生処理部であって、収音用デバイス１は、収音用のマイクロホンＩ₁〜Ｉ_Mを備えている。

デジタル信号処理部２は、各収音用マイクロホンＩ₁〜Ｉ_Mの出力側に接続された制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNを備えている。すなわち、各収音用マイクロホンＩ₁〜Ｉ_Mには、それぞれ再生チャネル数Ｎに対応した制御フィルタＨが接続されている。また、各マイクロホンに接続されている各チャネル用の制御フィルタＨは、各再生チャネル用の加算器Σ₁〜Σ_Nに接続されている。

このデジタル信号処理部２における各制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNには、収音用マイクロホンＩ₁〜Ｉ_Mの指向性を決定するための制御データを入力するための指向性制御部２１が接続されている。すなわち、この指向性制御部２１は、各収音用マイクロホンＨ₁₁〜Ｈ_MNによって音場内から収録した音の中で、所望の方向と位置から発せられた音を強調して収音するために、デジタル信号処理部２に対してその方向と位置を制御データとして入力する。

この指向性制御部２１には、ユーザがエンコーダやキーボートにより制御データを直接手入力するか、コンピュータプログラムによって経時的に変化する制御データを入力する。この場合、入力する指向性の制御データとしては、所望応答を測定した前記ｑ個の制御点や、それを補完演算して所望応答を得た制御点の１カ所あるいは複数箇所を指定する。

例えば、出力チャネルが１チャネルの場合には、１カ所の制御点のみを指定すればよいし、マルチチャネルの場合には、出力チャネル数と方向に対応した数と方向の制御点を制御データとして入力する。図５は、５チャネル再生システム用として、図１に示すマイクロホンＭ１〜Ｍ４周囲の５方向に対してマイクの指向性を持たせ、その方向の音を強調して収音する状態を示すものである。

この指向性制御部２１は、操作者から収音すべき制御点が入力されると、実測値から得られたその制御点に関する所望応答伝達関数行列Ａ（ω）と伝達関数行列Ｃ（ω）とに基づいて、前記（２）に示したアルゴリズムに従って、各制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNの値を決定する演算を行い、その演算結果をデジタル信号処理部２に出力する。

モニタリング処理部３は、ヘッドホンや２チャネルスピーカのような２チャネルのモニタリング用出力部Ｏ₁，Ｏ₂を備えている。このモニタリング用出力部Ｏ₁，Ｏ₂には、前記各再生チャネルの加算器Σ₁〜Σ_Nからの信号が、仮想音源再生処理部３１を介して出力される。

すなわち、仮想音源再生処理部３１は、各再生チャネルの加算器Σ₁〜Σ_Nからの信号を左右のスピーカあるいはヘッドホン用に分割し、この分割された左右の信号をそれぞれ制御フィルタＳ₁，Ｃ₁〜Ｓ_n，Ｃ_nを通過させた後、各再生チャネルの右側の制御フィルタＳ₁〜Ｓ_nの出力を加算器Σ_O1によって加算してモニタリング用出力部Ｏ₁に、また、各再生チャネルの左側の制御フィルタＣ₁〜Ｃ_nの出力を加算器Σ_O2によって加算してモニタリング用出力部Ｏ₂に出力する。

この場合、前記制御フィルタＳ₁，Ｃ₁〜Ｓ_n，Ｃ_nは、モニタリング用出力部Ｏ₁，Ｏ₂として使用するスピーカやヘッドホンなどののデバイスによって異なるフィルタ係数を有するもので、各デバイスごとに聴取者の両耳での受聴に適応した信号を生成する。

また、モニタリング処理部３には、前記デジタル信号処理部２によって収音すべき所定の制御点を指定した場合に、いずれのチャネルの音をモニタリングするかを指定するためのチャネル指定部３２が設けられている。このチャネル指定部３２は、デジタル信号処理部２から出力される各チャネルの信号の中から、モニタリングを行うチャネルの信号のみを指定して仮想音源再生処理部３１に入力させるものである。

再生処理部４は、前記デジタル信号処理部２における各チャネル用の加算器Σ₁〜Σ_Nからの信号を出力する各チャネルの再生出力部Ｏ₁〜Ｏ_Nを有している。この再生出力部Ｏ₁〜Ｏ_Nは、さらにステレオシステム、５．１チャネルサラウンドシステム、仮想音源再生処理部などの任意の再生システムの入力に接続されている。

（４）実施形態の作用
以上のような構成を有する本実施形態の収音・再生システムの作用は次の通りである。まず、収音に先立って、複数の各収音用デバイスを近接した状態で音場空間内に配置し、その周囲に複数の制御点を設定する。その状態で、各制御点から発した音を各収音デバイスで収録することにより、各制御点と各収音用デバイス間の所望応答関数行列Ａ（ω）と伝達関数行列Ｃ（ω）を測定値から求め、これらを指向性制御部２１内に格納しておく。

一方、再生処理を行うに当たって、何チャネル分の再生を行うかを決定し、再生処理部４にチャネル数分の再生デバイスを用意し、これらの再生デバイスデジタル信号処理部２に設けられた各チャネルの再生出力部Ｏ₁〜Ｏ_Nに接続しておく。また、制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNも、近接配置した各収音デバイスＩ₁〜Ｉ_Mごとに、再生チャネル分用意しておく。

なお、再生チャネル数は予め決定しておく必要はなく、各収音用デバイスによって収録した音を記憶装置に格納しておき、再生チャネル数が決定された後に、必要とする数の制御フィルタと加算器を有するデジタル信号処理部２と、再生用デバイスを用意することもできる。

このような状態で、各収音用デバイスＩ₁〜Ｉ_Mによって収録された音は、それぞれの収音用デバイスごとにチャネル数分接続されている制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNに入力される。

ここで、操作者が指向性制御部２１に対してどの方向の音を強調して収音するかを入力すると、指向性制御部２１では、入力された方向と位置（収音用デバイスからの距離）に基づいて、予め所望応答関数および伝達関数を実測してある（もしくは実測値から演算して求めた）制御点を選択し、その制御点ｑの所望応答関数行列および伝達関数行列を呼び出して、これらを前記数３式に代入することで、制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNの値を演算して求める。

この場合、各収音用デバイスＩ₁〜Ｉ_Mと制御点ｑとの距離や方向が異なるためにその所望応答関数と伝達関数もそれぞれ異なっており、また、再生チャネルが複数ある場合には、各チャネルごとに収音用デバイスに与える指向性の方向（収音用デバイスが強調して収音する方向）が異なるので、各制御フィルタの値も異なってくる。

このようにして、各制御フィルタの値が決定されると、これら制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNによって、各収音用デバイスの音中で所望の方向の音のみが各チャネルごとに強調される。その後、各制御フィルタからの信号が、各チャネルごとに加算器Σ₁〜Σ_Nによって加算され、それが各チャネルの出力部再生出力部Ｏ₁〜Ｏ_Nから各チャネルの再生用デバイスに出力される。

次に、本実施形態において、再生チャネルのモニタリングを行うには、モニタリング処理部３に対してチャネル指定部３２からモニタリングを行いたいチャネルを指定する。すると、デジタル信号処理部に設けられた各チャネルの加算器Σ₁〜Σ_Nからの信号の中から、所望のチャネルの信号のみが選択され、その信号が制御フィルタＳ₁，Ｃ₁〜Ｓ_n，Ｃ_nを介して、モニタリング用の再生デバイスである２チャネルのスピーカやヘッドホンに出力される。この場合、出力する再生用デバイスに応じて、前記制御フィルタＳ₁，Ｃ₁〜Ｓ_n，Ｃ_nの係数を設定することで、再生用デバイスの種類にかかわらず最適な出力を得ることができる。

（５）実施形態の効果
以上の通り、本実施形態では、複数の収音用デバイス自体には特に指向性を持たせることなく、音場空間内で受聴できる音をすべてそのまま収音し、これら収音した音を制御フィルタで処理することで、収音した音の中から所望の方向の音のみを強調して取り出して再生することができる。

特に、どの方向の音を強調して再生するかは、制御フィルタに与える制御データによって決定されることから、この制御データを変更することで収音する方向や再生チャネル数を自由に決定することができる上に、従来技術のような平行平面波に限らず任意の曲率を持った球面波にも対応でき、自由度の高い収音・再生システムを得ることができる。

その上、本発明では、予め設定した制御点ｑについてその所望応答と伝達関数を実測あるいは実測値をもとに演算して求め、この実測値に基づいたデータを基礎にして制御フィルタを決定しているので、収音用デバイスのいずれの方向に対して指向性を与える場合であっても、制御フィルタＨを構成する伝達関数行列Ｃの逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを、最小二乗法等の近似計算法により解くことで、所望応答に近似した出力を得ることができる。

また、前記の指向性制御部２１に入力する収音方向は、操作者が手動で設定することも可能であるが、コンピュータプログラムなどによって、時間の経過と共に刻々と変化する値を入力することも可能である。その場合、入力された制御データの変化に伴い、制御フィルタＨ₁₁〜Ｈ_MNの値が変化し、所望の方向の音を所望のチャネルに出力することができる。

さらに、本実施形態では、デジタル信号処理部２からの出力をモニタリング処理部３に導き、２チャネルの再生用デバイス入出力するように構成したので、いずれの再生チャネルに対する出力であっても、モニタリング処理部３に設けられたチャネル選択部３２を操作するだけで、他のチャネル音とは明確に区別して聴取できる。もちろん、この場合も、単一の再生チャネルの音のみをモニタリングすることも可能であるが、加算器Σ₁〜Σ_Nから出力された複数のチャネルの音を同時にモニタリング用デバイスに出力することもできる。

本発明に使用するマイクロホンの構成例を示す図であって、（Ａ）は側面図（Ｂ）は正面図。 本発明の収音システムを構成する制御フィルタＨを得るためのアルゴリズムを示す再生等化回路図。 本発明における所望応答を音場空間内に設定した状態を示す図。 本発明の収音システムの一実施形態を示すブロック図。 マイクロホンの周囲５方向に指向性を設定した状態を示す図。 従来の収音システムの一例を示すブロック図。

符号の説明

Ｍ１〜Ｍ４…マイクロホン
１…収音デバイス
２…デジタル信号処理部
２１…指向性制御部
３…モニタリング処理部
３１…仮想音源再生処理部
３２…チャネル指定部
４…再生処理部
Ａ…所望応答
Ｃ…伝達関数
Ｈ…制御フィルタ
Ｉ₁〜Ｉ_M…収音用マイクロホン
Ｈ₁₁〜Ｈ_MN…収音システム用の制御フィルタ
Σ₁〜Σ_N…加算器
Ｏ₁〜Ｏ_N…再生出力部
Ｓ₁，Ｃ₁〜Ｓ_n，Ｃ_n…仮想音源再生処理部の制御フィルタ
Ｏ₁，Ｏ₂…モニタリング用出力部

Claims (8)

1. 複数の収音用デバイスを近接配置し、各収音用デバイスには、再生チャネル数に応じた数の制御フィルタを接続し、各チャネルの制御フィルタからの出力信号を各チャネルごとに加算して、それぞれの再生チャネルから出力する収音・再生方法において、
   前記制御フィルタとして、近接配置された複数の収音用デバイスの周囲音場内に複数の制御点を設定し、これらの制御点と各収音用デバイスとの間の所望応答関数行列と伝達関数行列を実測値に基づいて求め、前記収音用デバイスの指向性を指定した場合に、指定された指向性に対応する制御点と各収音用デバイス間の所望応答関数行列と伝達関数行列とに基づいて前記制御フィルタの値を決定することを特徴とする収音・再生方法。
2. 前記制御フィルタが、制御フィルタ行列をＨ（ω）、所望応答関数行列をＡ（ω）、伝達関数をＣ（ω）とした場合に、Ｈ（ω）＝［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^T・Ａ（ω）で表現され、伝達関数行列Ｃ（ω）との逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを解くことで得られることを特徴とする請求項１に記載の収音・再生方法。
3. 前記各チャネルの加算器からの各チャネルの信号の中から、モニタリングを行うチャネルの信号のみを指定して取出し、この取り出したチャネルの信号を仮想音源再生処理部を介して２チャネルの収音用デバイスに出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の収音・再生方法。
4. 前記仮想音源再生処理部が、各チャネルの信号を再生用デバイスの左右出力信号用にそれぞれ分割し、この分割された各チャネルの左右の信号を再生用デバイスの特性に適合した制御フィルタを通して左右の再生用デバイスに出力することを特徴とする請求項３に記載の収音・再生方法。
5. 近接配置された複数の収音用デバイスと、各収音用デバイスによって収音された音を処理するデジタル信号処理部と、このデジタル信号処理部から出力された音声信号を出力する再生出力部とを備えた収音・再生装置において、
   前記再生出力部には、１あるいは複数チャネルの再生デバイスが設けられ、
   前記デジタル信号処理部には、前記複数の収音用デバイスのそれぞれに接続された前記再生チャネル数に対応した数の制御フィルタと、各収音用デバイスに接続された各再生チャネルの制御フィルタの出力を各チャネルごとに加算するチャネル数に対応した数の加算器が設けられ、これら各チャネルの加算器の出力が前記再生処理部における各チャネルの再生用デバイスに接続され、
   前記制御フィルタは、近接配置された複数の収音用デバイスの周囲音場内に複数の制御点を設定し、これらの制御点と各収音用デバイスとの間の所望応答関数行列と伝達関数行列を実測値に基づいて求め、前記収音用デバイスの指向性を指定した場合に、指定された指向性に対応する制御点と各収音用デバイス間の所望応答関数行列と伝達関数行列とに基づいて前記制御フィルタの値を決定するものであって、
   前記デジタル信号処理部には、この制御フィルタを制御して収音時の指向性を決定するために、指向性制御データを入力する指向性制御部が設けられていることを特徴とする収音・再生装置。
6. 前記制御フィルタが、制御フィルタ行列をＨ（ω）、所望応答関数行列をＡ（ω）、伝達関数をＣ（ω）とした場合に、Ｈ（ω）＝［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^T・Ａ（ω）で表現され、伝達関数行列Ｃ（ω）との逆行列［Ｃ（ω）^T・Ｃ（ω）］^-1Ｃ（ω）^Tを解くことで得られることを特徴とする請求項５に記載の収音・再生装置。
7. 前記デジタル信号処理部にモニタリング処理部が接続され、
   このモニタリング処理部には、前記デジタル信号処理部に設けられた各チャネルの加算器からの信号を、２チャネルのモニタリング用デバイスの出力信号に変換する仮想音源再生処理部を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の収音・再生装置。
8. 前記仮想音源再生処理部が、前記デジタル信号処理部に設けられた各チャネルの加算器からの出力をモニタリング用デバイスの左右２つのチャネルに合わせて２分割し、この２分割された各チャネルの左右の信号ごとにモニタリング用デバイスに対応したフィルタ係数を設定した制御フィルタと、各チャネルの制御フィルタからの出力を加算する左右の加算器と、この左右の加算器からの信号をモニタリング用デバイスの各チャネルに出力する出力部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の収音・再生装置。