JP2008061186A - 指向特性制御装置、収音装置および収音システム - Google Patents

Abstract

【課題】音源の位置が逐次変化する場合であっても、収音対象である目的音を高いＳ／Ｎ比で収音することを可能にする。
【解決手段】指向主軸が直交する２つの双指向性マイクロホンと１つの無指向性マイクロホンとを備え、各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する収音装置に、指向特性を設定する指向特性制御装置であって、各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている加算比率の各々について、その加算比率で前記各マイクロホンから出力される信号を加算してその信号強度から判別される音源の方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する処理を所定の時間間隔で行う制御手段とを有する指向特性制御装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、収音対象である音を高いＳ／Ｎ（Signal／Noise）比で収音するための技術に関し、特に、指向特性が異なるマイクロホンを組み合わせて用いることにより高いＳ／Ｎ比を実現する技術に関する。

収音対象である目的音を高いＳ／Ｎ比で収音することを可能にするために鋭い指向特性を実現する技術が従来より種々提案されており、その一例としては、所謂マイクロホンアレイや特許文献１〜３に開示された技術が挙げられる。
ここで、マイクロホンアレイとは、同じ指向特性（例えば、単一指向性）を有する多数のマイクロホンをアレイ状に配置し、各マイクロホンへの音波の到達時間差を利用して鋭い指向特性を実現するものである。一方、特許文献１〜３には、指向特性の異なるマイクロホン（例えば、無指向性マイクロホンと双指向性マイクロホン）を組み合わせ、各マイクロホンの出力信号の加算比率をＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより適宜調整することで鋭い指向特性を実現する技術が開示されている。
特開昭５９−９４９９３号公報 特許第３５９９６５３号 特許第３２７９０４０号

しかしがら、マイクロホンアレイは多数のマイクロホンをアレイ状に配置して構成されるため、マイクロホンアレイ全体の装置サイズが大きくなってしまい取り扱い難いといった問題点や装置の価格が高くなってしまうといった問題点がある。加えて、マイクロホンアレイでは、音波の到達時間差を利用するため、音源が指向軸方向から外れてしまうとＣｏｍｂフィルタ効果により収音音質が著しく劣化してしまうといった問題点がある。このため、音源位置が逐次変化している場合には、目的音を音質良く収音することは困難である。また、スピーカアレイでは、各マイクロホンから出力される音声信号に遅延制御が加えられるため、信号波形が不連続になってしまう（すなわち、収音された音声が不連続になってしまう）といった問題点もある。
一方、特許文献１〜３に開示された技術は、音源の位置に応じて指向特性を適宜設定することは可能であるものの、音源の位置が逐次変化している場合に、その変化に追従させて指向特性を変化させることはできない。
本発明は、音源の位置が逐次変化する場合であっても、収音対象である目的音を高いＳ／Ｎ比で収音することを可能にする技術を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンとを有し、各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する収音装置に、指向特性を設定する指向特性制御装置において、各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている加算比率の各々にしたがって前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する制御手段とを有することを特徴とする指向特性制御装置、を提供する。

より好ましい態様においては、前記制御手段は、前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号のうちの所定の周波数成分の信号強度から音源の方向を判別することを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、本発明は、無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンと、前記各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する出力手段と、各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている加算比率の各々にしたがって前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する制御手段とを有することを特徴とする収音装置、を提供する。

また、上記課題を解決するために、本発明は、無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンと、を備え、前記各マイクロホンから出力される信号を通信網経由で所定の宛先へ送信する収音装置と、前記通信網経由で前記収音装置から送信されてくる前記各マイクロホンの出力信号を受信して予め設定された加算比率で加算しスピーカへ出力する出力装置と、各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されているとともに、前記通信網経由で前記収音装置から送信されてくる前記各マイクロホンの出力信号を、自装置に記憶されている前記加算比率の各々にしたがって加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記出力装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する指向特性制御装置とを有することを特徴とする収音システム、を提供する。

より好ましい態様においては、上記収音システムは、前記収音装置とともに配置される撮像装置であって、撮像画像に応じた信号を前記通信網経由で送信する撮像装置を備える一方、前記出力装置とともに配置される表示装置であって、前記通信網経由で前記撮像装置から送信されてくる信号に応じた画像を表示する表示装置を備え、前記指向特性制御装置は、前記撮像装置による撮像方向を前記第１の処理にて判別された方向に応じて設定する第３の処理を実行することを特徴としている。

本発明によれば、音源の位置が逐次変化する場合であっても、収音対象である目的音を高いＳ／Ｎ比で収音することが可能になる、といった効果を奏する。

以下、図面を参照しつつ本発明の１実施形態について説明する。
（Ａ：構成）
図１は、本発明の１実施形態に係る指向特性制御装置２００を含んでいる収音システム１０の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、収音システム１０には、収音対象である目的音を収音しその目的音に応じた音声信号を出力する収音装置１００と、その目的音の音源方向に応じた指向特性を収音装置１００へ設定する指向特性制御装置２００とが含まれている。

図１に示すように、収音装置１００は、マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙと、これら各マイクロホンから出力される音声信号を所定の加算比率で加算して出力する指向特性可変手段１２０とを有している。

より詳細に説明すると、収音装置１００が有する３つのマイクロホンのうち、マイクロホン１１０ｘと１１０ｙとは、双指向性マイクロホンであり、マイクロホン１１０ａは、無指向性マイクロホンである。なお、本実施形態においては、上記３つのマイクロホンの指向性レベルは何れも同一である。
これら３つのマイクロホンは、地上に対して略垂直に設置される収音装置１００の筐体内に、その垂直軸線（図２（ａ）：Ｚ軸）に指向原点が位置するようにマイクロホン１１０ｙ、マイクロホン１１０ａ、マイクロホン１１０ｘの順に載置されている（図２（ａ）参照）。加えて、マイクロホン１１０ｘとマイクロホン１１０ｙとは、その指向軸が互いに直交するように配置されている。以下では、マイクロホン１１０ｘの指向軸方向をＸ方向と呼び、マイクロホン１１０ｙの指向軸方向をＹ方向と呼ぶ。なお、本実施形態では、マイクロホン１１０ｙ、１１０ａ、１１０ｘの順に上記３つのマイクロホンを載置する場合について説明するが、マイクロホン１１０ｘ、１１０ａ、１１０ｙの順に載置するようにしても勿論良い。要は、上記３つのマイクロホンの指向原点がＺ軸上に位置し、かつ、マイクロホン１１０ｘの指向軸とマイクロホン１１０ｙの指向軸とが直交するように配置されていれば良い。

図２（ｂ）は、上記３つのマイクロホンの指向特性を示す図である。なお、図２（ｂ）においては、マイクロホン１１０ａの指向特性は一点鎖線で表されている。また、マイクロホン１１０ｘの指向特性は実線で表されており、マイクロホン１１０ｙは点線で表されている。以下では、マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙの各々を区別する必要がない場合には、単に「マイクロホン１１０」と表記する。マイクロホン１１０から出力された音声信号は、図示せぬＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号へ変換され、さらに、図１に示すように２分流されて、その一方は指向特性可変手段１２０へ供給され、他方は、指向特性制御装置２００へ供給される。

収音装置１００の指向特性可変手段１２０は、図１に示すように、アンプ１２２ａ、１２２ｘおよび１２２ｙと、これら３つのアンプから出力される音声信号を加算してスピーカなどの放音装置へ出力する加算器１２４とを有している。
ここで、アンプ１２２ａは、マイクロホン１１０ａから供給される音声信号をこのアンプ１２２ａに対して設定された増幅率で増幅（なお、本実施形態では、上記増幅率の値が負の値である場合には、増幅および位相反転）を施して出力するものであり、アンプ１２２ｘは、マイクロホン１１０ｘから供給される音声信号をこのアンプ１２２ｘに対して設定された増幅率で増幅して出力するものであり、アンプ１２２ｙは、マイクロホン１１０ｙから供給される音声信号をこのアンプ１２２ｙに対して設定された増幅率で増幅して出力するものである。
つまり、収音装置１００は、アンプ１２２ａ、１２２ｘおよび１２２ｙの各増幅率を適宜調整することによって、マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙの各々から出力される音声信号を任意の加算比率で加算して出力することが可能なように構成されている。

例えば、マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙの各々から出力される音声信号が、０：１／√２：１／√２の加算比率（但し、√２は２の平方根）で加算されるように上記各増幅率を設定すれば、図２（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向（すなわち、マイクロホン１１０ｘの指向軸方向）から反時計回りに４５°の方向に指向軸を有する双指向特性が収音装置１００に設定される。また、上記加算比率として、１／２：１／２√２：１／２√２を設定すれば、図２（ｄ）に示すように、同４５°方向に指向軸を有する単一指向性が収音装置１００に設定される。
このように、本実施形態に係る収音装置１００は、アンプ１２２ａ、１２２ｘおよび１２２ｙの各々における増幅率を適宜設定することによって、収音装置１００が設置される平面上で任意の方向に指向軸を有する単一または双指向性を実現することが可能なように構成されている。

一方、指向特性制御装置２００は、図１に示すように、アンプ２１０ａ、２１０ｘおよび２１０ｙと、加算器２２０、バンドパスフィルタ（図１では、「ＢＰＦ」と表記）２３０と、制御手段２４０と、記憶手段２５０と、を有している。なお、以下では、上記３つのアンプの各々を互いに区別する必要がない場合には、単に「アンプ２１０」と表記する。

アンプ２１０は、そのアンプ２１０に対応するマイクロホン１１０から供給される音声信号を、制御手段２４０により設定された増幅率で増幅して加算器２２０へ出力するものである。具体的には、アンプ２１０ａは、マイクロホン１１０ａから供給される音声信号を増幅して出力し、アンプ２１０ｘは、マイクロホン１１０ｘから供給される音声信号を増幅して出力し、アンプ２１０ｙは、マイクロホン１１０ｙから供給される音声信号を増幅して出力する。なお、アンプ２１０についてもアンプ１２２と同様に、制御手段２４０により設定された増幅率が負の値である場合には、増幅および位相反転を行う。

加算器２２０は、アンプ２１０ａ、２１０ｘおよび２１０ｙから出力される音声信号を加算してバンドパスフィルタ２３０へ出力する。前述したように、マイクロホン１１０から出力される音声信号は、そのマイクロホン１１０に対応するアンプ２１０によってそのアンプ２１０に設定された増幅率で増幅された後に加算器２２０へ入力されるのであるから、上記各マイクロホン１１０から出力される音声信号は、各アンプ２１０に設定された増幅率の比に応じた加算比率で加算器２２０によって加算されることになる。

バンドパスフィルタ２３０は、入力される音声信号のうち予め定められた周波数帯域（以下、通過域）の成分のみを通過させるものであり、本実施形態では、収音対象である目的音の周波数帯域が上記通過域として設定される。バンドパスフィルタ２３０には、加算器２２０から出力される加算信号が入力されるのであるから、この加算信号のうち、上記通過域に属する周波数成分（すなわち、上記目的音の周波数帯域に属する周波数成分）のみがバンドパスフィルタ２３０によって抽出されることになる。

記憶手段２５０は、例えば、ハードディスクであり、図３に示す指向特性管理テーブルが予め格納されている。この指向特性管理テーブルには、マイクロホン１１０ｘの指向軸方向を０°として反時計回りに４５°刻みで３１５°までの８方向の各々について、その方向に指向軸を有する単一指向性（図２（ｄ）参照）を収音装置１００に設定する際に各アンプ１２０へ設定するべき増幅率が書き込まれている。詳細については後述するが、この指向特性管理テーブルは、収音対象である目的音の音源方向を判別する処理、および、その音源方向に応じた指向特性を収音装置１００に設定する処理を制御手段２４０に実行させる際に利用される。

制御手段２４０は、図１においては詳細な図示は省略したが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んでいる。上記ＲＯＭには、目的音の音源方向を判別しその音源方向に応じた指向特性（本実施形態では、その音源方向に指向軸を有する単一指向特性）を収音装置１００に設定する指向特性設定処理を上記ＣＰＵに実行させる制御プログラムや、その指向特性設定処理を実行するべきタイミングを示すタイミングデータが格納されている。なお、本実施形態では、指向特性制御装置２００の電源が投入されたことを契機として音源方向の判別を行うこと、および、その電源投入時点から所定の時間間隔（例えば、１０秒間隔）で音源方向の判別を行うこと、を示すタイミングデータがＲＯＭに記憶されている。一方、上記ＲＡＭは、上記ＣＰＵがその制御プログラムを実行する際に、ワークエリアとして利用される。詳細については後述するが、上記ＲＡＭには、指向特性設定処理の実行過程で利用される方向パラメータΦが記憶される。
以上が、指向特性制御装置２００の構成である。

（Ｂ：動作）
次いで、制御手段２４０が実行する指向特性設定処理について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する動作の開始時点では、目的音の音源は収音装置１００に対して、前述したＸ軸方向（すなわち、マイクロホン１１０ｘの指向軸方向：図２（ａ）参照）から反時計回りに４５°の方向に位置しているものとする。

図４は、制御手段２４０のＣＰＵが実行する指向特性設定処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、制御手段２４０は、音源方向を判別する必要があるか否かをＲＯＭに予め記憶されているタイミングデータにしたがって判定し（ステップＳＡ１００）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合にはステップＳＡ１００の処理を繰り返し実行する。

ステップＳＡ１００の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合に後続して実行されるステップＳＡ１１０においては、制御手段２４０は、方向パラメータΦの初期化を行う。具体的には、制御手段２４０は、方向パラメータΦに０°を示す値を設定する。前述したように本実施形態では、指向特性制御装置２００の電源が投入されたことを契機として音源方向の判別を行うこと、および、その電源投入時点から所定の時間間隔で音源方向の判別を行うこと、を示すタイミングデータがＲＯＭに記憶されているため、指向特性制御装置２００の電源が投入され上記制御プログラムの実行が開始されると即座にステップＳＡ１００の判定結果は“Ｙｅｓ”になり、上記ステップＳＡ１１０の処理が実行される。

次いで、制御手段２４０は、その時点の方向パラメータΦに応じた増幅率を指向特性管理テーブルから読み出してアンプ２１０へ設定する（ステップＳＡ１２０）。その結果、加算器２２０から出力される音声信号は、上記方向パラメータΦで示される方向に指向軸を有する単一指向性を収音装置１００に設定した場合に、その収音装置１００から出力される音声信号に一致することとなる。

このようにして加算器２２０から出力される音声信号は、バンドパスフィルタ２３０へと供給され、その音声信号のうちバンドパスフィルタ２３０の通過域成分のみが、制御手段２４０へ出力されることになる。
一方、制御手段２４０は、バンドパスフィルタ２３０の出力信号の信号強度を計測し、その計測結果をその時点の方向パラメータΦに対応付けてＲＡＭへ書き込む（ステップＳＡ１３０）。なお、本実施形態では、バンドパスフィルタ２３０から出力される音声信号の信号強度の大小を問わず、無条件にその時点の方向パラメータΦと対応付けてＲＡＭへ書き込む場合について説明したが、上記信号強度が所定の閾値以上である場合に、上記ＲＡＭへの書き込みを行うようにしても勿論良い。

次いで、制御手段２４０は、方向パラメータΦに所定の角度（本実施形態では４５°）を示す値を加算し（ステップＳＡ１４０）、全方位について信号強度の計測を完了したか否かを方向パラメータΦの値に基づいて判定する（ステップＳＡ１５０）。具体的には、制御手段２４０は、方向パラメータΦの値が３６０°を示す値である場合には、全方位について信号強度の計測を完了したと判定する。
そして、制御手段２４０は、ステップＳＡ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、ステップＳＡ１６０以降の処理を実行し、逆に、ステップＳＡ１５０の判定結果が“Ｎｏ”である場合には、制御手段２４０は、ステップＳＡ１２０以降の処理を繰り返し実行する。その結果、本実施形態においては、０°から４５°刻みで３１５°までの８方向の各々について上記信号強度がＲＡＭに記憶されることになる。

ステップＳＡ１５０の判定結果が“Ｙｅｓ”である場合に後続して実行されるステップＳＡ１６０においては、制御手段２４０は、ＲＡＭに記憶されている方向パラメータΦのうち、最大の信号強度に対応付けられているものを読み出し、その方向パラメータΦに対応する増幅率を指向特性管理テーブルから読み出してアンプ１２２へ設定する。この結果、収音装置１００には、信号強度が最大になる方向（すなわち、目的音の音源方向）に指向軸を有する単一指向性が設定されることになる。
本動作例の開始時点では、目的音の音源は、Φ＝４５°方向に位置しているのであるから、この方向についての信号強度が最大になり、収音装置１００には、Φ＝４５°方向に指向軸を有する単一指向性が設定されることになる。

そして、制御手段２４０は、本指向特性設定処理の終了を指示されたか否かを判定し（ステップＳＡ１７０）、その判定結果が“Ｎｏ”である場合には、ステップＳＡ１００以降の処理を繰り返し実行する一方、その判定結果が“Ｙｅｓ”である場合には、本指向特性設定処理を終了する。
本実施形態に係る収音システム１０においては、指向特性制御装置２００の電源が投入された時点で、目的音の音源方向に指向主軸を有する単一指向性が収音装置１００に設定され、以降、所定時間間隔で音源方向の判別、および、その判別結果に応じた単一指向性を設定する処理が繰り返し実行されるのであるから、指向特性制御装置２００の電源が投入された時点から上記所定時間が経過した時点で、目的音を発している音源がΦ＝１３５°方向に移動していたとしても、上記ステップＳＡ１１０〜ステップＳＡ１７０の処理が再度実行され、Φ＝１３５°方向に指向軸を有する単一指向性が収音装置１００に設定されることになる。

このように、本実施形態によれば、目的音の音源方向が逐次変化する場合であっても、その変化に追従して収音装置１００の指向特性を設定し、高いＳ／Ｎ比でその目的音を収音することが可能になる。加えて、本実施形態に係る収音システム１０の収音装置１００においては、スピーカアレイで為されるような遅延制御は為されていないため、収音した目的音が不連続になってしまうようなこともない。なお、本実施形態では、上記所定時間を１０秒とする場合について説明したが、音源の移動速度に応じて適当な値を設定するようにすれば良いことは言うまでもない。

（Ｃ：変形）
以上、本発明の１実施形態について説明したが、係る実施形態に以下に述べるような変形を加えても良いことは勿論である。
（１）上述した実施形態では、収音対象である目的音を発している音源の方向を判別し、その方向に指向主軸を有する単一指向性を収音装置１００に設定する処理を所定の時間間隔で指向特性制御装置２００が実行することにより、目的音を発している音源の方向が逐次変化する場合であっても、その変化に追従して高いＳ／Ｎ比でその目的音を収音することを実現する場合について説明した。

しかしながら、目的音の収音を阻害する雑音を発している音源の方向を特定し、その方向に死角を有する指向特性を収音装置１００に設定するようにしても良い。ここで、指向特性の死角とは、例えばマイクロホン１１０ｘの指向特性における９０°方向や２７０°方向にように、収音感度がゼロまたはゼロに近い値である方向のことである。なお、雑音を発している音源の方向を特定する際には、例えばバンドパスフィルタ２３０の通過域を、上記目的音の周波数帯域以外の周波数帯域に設定すれば良く、また、雑音の周波数帯域が判っている場合には、その周波数帯域を上記通過域として設定すれば良い。

また、２乃至３つの双指向性マイクロホンと１つの無指向性マイクロホンを組み合わせ、各マイクロホンの出力信号の加算比率を適宜調節することによって任意の指向特性を実現することが可能であるから、例えば、目的音を発している音源の方向および雑音を発している音源の方向の両者を判別し、目的音を発している音源の方向に指向軸を有し、かつ、雑音を発している音源の方向に死角を有するような指向特性を設定するようにしても良い。

（２）上述した実施形態では、０°から４５°刻みで３１５°までの８方向の何れに目的音の音源があるかを判別する場合について説明したが、例えば、３０°刻みや１５°刻みなど、より細やかに音源方向を判別するようにしても勿論良い。
例えば、３０°刻みで音源方向を判別する場合には、０°から３０°刻みで３３０°までの１２方向の各々について、その方向に指向軸を有する単一指向性を収音装置１００に設定する際に、各アンプ１２０へ設定するべき増幅率を指向特性管理テーブルに格納しておくとともに、図４のステップＳＡ１４０における方向パラメータΦの増分を３０°に設定しておけば良い。

（３）上述した実施形態では、指向特性制御装置２００の電源が投入された時点で音源方向を判別し、その後、所定時間間隔で音源の方向を再度判別する場合について説明した。しかしながら、収音装置１００により収音された目的音の信号強度が所定の閾値を下回った場合に、音源方向の判別を行うようにしても勿論良い。このようなことは、上記閾値をタイミングデータとしてＲＯＭに書き込んでおくとともに、図４のステップＳＡ１００において、バンドパスフィルタ２３０から出力された信号の信号強度が上記閾値を下回っているか否かを制御手段２４０に判定させるようにすれば良い。
また、上述した実施形態では、バンドパスフィルタ２３０を用いて、加算器２２０の出力信号のうち、目的音の周波数帯域に属する周波数成分のみを抽出する場合について説明したが、目的音を発しつつ移動している音源以外に、他に音源がない場合には、上記バンドパスフィルタを設ける必要がないことは言うまでもない。

（４）上述した実施形態では、収音装置１００が設置される面上で指向軸が直交するように配置された２つの双指向性マイクロホンと無指向性マイクロホンとを組み合わせることによって、上記面内の全方向に指向軸を向けることが可能な収音装置１００について説明したが、互いに指向主軸が直交するように配置された３つの双指向性マイクロホンと１つの無指向性マイクロホンとを用いて、全天周方向に指向軸を向けることが可能な収音装置と、この収音装置に任意の指向特性を設定する指向特性制御装置とを組み合わせて収音システムを構成するようにしても良い。
具体的には、図５に示す収音装置５００と同じく図５に示す指向特性制御装置６００とを組み合わせて収音システムを構成するようにすれば良い。なお、図５において、収音装置５００が収音装置１００と異なっている点は、図２（ａ）のＺ軸方向に指向軸を有する双指向性マイクロホンであるマイクロホン１１０ｚと、マイクロホン１１０ｚから出力される音声信号を増幅して出力するアンプ１２２ｚを有している点である。一方、図５に示す指向特性制御装置６００が指向特性制御装置２００と異なっている点は、マイクロホン１１０ｚから出力される音声信号を増幅して出力するアンプ２１０ｚを有している点、および、制御手段２４０がアンプ１２２ａ、１２２ｘ、１２２ｙおよび１２２ｚの増幅率を適宜設定することによって、任意の方向に指向軸を有する単一指向性を収音装置５００に設定する点である。

（５）上述した実施形態では、図３に示す指向特性管理テーブルを指向特性制御装置２００の記憶手段２５０に記憶させておき、図４に示す指向特性設定処理を制御手段２４０に実行させることによって、目的音の音源方向に指向軸を有する単一指向特性（図２（ｄ））参照を収音装置１００に設定する場合について説明した。しかしながら、マイクロホン１１０ｘの指向軸方向を０°として反時計回りに４５°刻みで３１５°までの８方向の各々について、その方向に正位相の指向特性を有しその方向と１８０°反対方向に負位相の指向特性を有する双指向特性（図２（ｃ）参照）を収音装置１００に設定する際に各アンプ１２０へ設定するべき増幅率が書き込まれた指向特性管理テーブル（図６参照）を、図３に示す指向特性管理テーブルに替えて記憶手段２４０に記憶させておき、図４に示す指向特性設定処理を制御手段２４０に実行させるようにしても良い。このようにすると、目的音の音源方向に応じて上記各双指向特性を収音装置１００に設定することが可能になる。
また、図３および図６に示す指向特性管理テーブルの両者を記憶手段２４０に記憶させておき、図４に示す指向特性設定処理のステップＳＡ１２０においては図３に示す指向特性管理テーブルを参照して指向特性を設定して音源方向の探索を行う一方、ステップＳＡ１６０にて音源方向として１つの方向が特定された場合には、図３に示す指向特性管理テーブルを参照してその音源方向に指向軸を有する単一指向特性を収音装置１００に設定し、音源方向として対向する２つの方向（例えば、４５°方向と２２５°方向）が特定された場合には、図６に示す指向特性管理テーブルを参照して、それら両方向に指向特性を有する双指向特性を収音装置１００に設定するようにしても良い。このようにすると、例えば収音システム１０を用いて会議場における発言を収音する際に、１人の会議参加者が発言している場合には、その会議参加者の方向に指向軸を有する単一指向特性が収音装置１００に設定され、その会議参加者と対峙している会議参加者との間で議論が始まった場合には、収音装置１００の指向特性が上記議論を行っている両参加者の方向に指向特性を有する双指向特性に自動的に切り換えられることになる。

（６）上述した実施形態では、収音装置１００と指向特性制御装置２００とを夫々個別のハードウェアで構成する場合について説明した。しかしながら、両者を一体のハードウェアとして構成するようにしても勿論良い。具体的には、無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンと、前記各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する出力手段と、各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、前記憶手段に記憶されている加算比率の各々にしたがって、前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する制御手段とを組み合わせて収音装置を構成するようにしても勿論良い。

（７）上述した実施形態では、２つの双指向性マイクロホンと、１つの無指向性マイクロホンと、これら３つのマイクロホンから出力される信号を所定の加算比率で加算して出力する指向特性可変手段とを組み合わせて収音装置を構成する場合について説明した。
しかしながら、マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙと、これらマイクロホンから出力される音声信号を通信網経由で送信する通信ＩＦ部とを組み合わせて構成した収音装置を、例えばインターネットなどの通信網へ接続する一方、この収音装置から送信された音声信号を受信する通信ＩＦ部と、前述した指向特性可変手段とを組み合わせて構成した出力装置をその通信網へ接続し、さらに、前述した指向特性制御装置２００を組み合わせて収音システムを構成するようにしても勿論良い。

また、係る態様においては、撮像画像に応じた信号を通信網経由で送信する撮像装置を上記収音装置とともに配置し、さらに、上記通信網経由で撮像装置から送信されくる信号に応じた画像を表示する表示装置を上記出力装置とともに配置して、上記撮像装置による撮像方向を音源方向に応じて設定する処理を上記指向特性制御装置に実行させるようにしても勿論良い。なお、上記撮像装置としては、所謂全方位カメラを用いるようにしても良く、また、指向特性制御装置により設定可能な各方向（例えば、０°から４５°刻みで３１５°までの８方向）の各々に撮像方向が固定された複数のカメラを用いるようにしても良い。

（８）上述した実施形態では、本発明に係る指向特性制御装置に特徴的な機能をソフトウェアモジュールにより実現する場合について説明したが、ハードウェアモジュールにより実現するとしても良いことは勿論である。また、上述した実施形態では、本発明に係る指向特性制御装置に特徴的な指向特性設定処理を制御手段２４０のＣＰＵに実行させる制御プログラムをその制御手段２４０のＲＯＭに予め書き込んでおく場合について説明したが、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのコンピュータ装置読み取り可能な記録媒体に上記制御プログラムを記録して配布するとしても良く、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより上記制御プログラムを配布するようにしても勿論良い。

本発明の１実施形態に係る音源分離システム１０の構成例を示すブロック図である。 マイクロホン１１０ａ、１１０ｘおよび１１０ｙの各々の指向特性を説明するための図である。 記憶手段２５０に記憶されている指向特性管理テーブルの一例を示す図である。 制御手段２４０のＣＰＵが制御プログラムにしたがって行う指向特性設定処理の流れを示すフローチャートである。 変形例４に係る指向特性制御装置の構成例を示すブロック図である。 記憶手段２５０に記憶されている指向特性管理テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０…収音システム、１００…収音装置、１１０，１１０ａ，１１０ｘ，１１０ｙ…マイクロホン、１２０…指向性可変手段、１２２，１２２ａ，１２２ｘ，１２２ｙ…アンプ、１２４…加算器、２００…指向性制御装置、２１０，２１０ａ，２１０ｘ，２１０ｙ…アンプ、２２０…加算器、２３０…バンドパスフィルタ、２４０…制御手段、２５０…記憶手段。

Claims (5)

1. 無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンとを有し、各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する収音装置に、指向特性を設定する指向特性制御装置において、
   各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている加算比率の各々にしたがって前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する制御手段と、
   を有することを特徴とする指向特性制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号のうちの所定の周波数成分の信号強度から音源の方向を判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の指向特性制御装置。
3. 無指向性マイクロホンと、
   指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンと、
   前記各マイクロホンから出力される信号を予め設定された加算比率で加算して出力する出力手段と、
   各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されている記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている加算比率の各々にしたがって前記各マイクロホンの出力信号を加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記収音装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する制御手段と
   を有することを特徴とする収音装置。
4. 無指向性マイクロホンと、指向軸が互いに直交する２または３つの双指向性マイクロホンと、を備え、前記各マイクロホンから出力される信号を通信網経由で所定の宛先へ送信する収音装置と、
   前記通信網経由で前記収音装置から送信されてくる前記各マイクロホンの出力信号を受信して予め設定された加算比率で加算しスピーカへ出力する出力装置と、
   各々異なる指向特性を表す前記加算比率が予め複数記憶されているとともに、前記通信網経由で前記収音装置から送信されてくる前記各マイクロホンの出力信号を、自装置に記憶されている前記加算比率の各々にしたがって加算して得られる信号の信号強度から音源の方向を判別する第１の処理と、前記第１の処理にて判別された方向に応じた指向特性を表す加算比率を前記出力装置へ設定する第２の処理と、を所定のタイミングで実行する指向特性制御装置と、
   を有することを特徴とする収音システム。
5. 前記収音装置とともに配置される撮像装置であって、撮像画像に応じた信号を前記通信網経由で送信する撮像装置を備える一方、
   前記出力装置とともに配置される表示装置であって、前記通信網経由で前記撮像装置から送信されてくる信号に応じた画像を表示する表示装置を備え、
   前記指向特性制御装置は、前記撮像装置による撮像方向を前記第１の処理にて判別された方向に応じて設定する第３の処理を実行する
   ことを特徴とする請求項４に記載の収音システム。

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