JP2009152949A

JP2009152949A - マルチチャンネル収音装置

Info

Publication number: JP2009152949A
Application number: JP2007329705A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiko Kaneaki; 哲彦金秋
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】３個以上の無指向性マイクロホンを使い、指向性合成を行なうことで異なる指向性を得るマルチチャンネル収音装置において、使用しているマイクロホンが故障すると大音量のノイズを発生する。
【解決手段】無指向性マイクロホン出力を基に故障の有無を検出する故障検出手段１５が無指向性マイクロホン１〜４の中で故障しているマイクロホンを検出する。検出結果に基づき、正常動作している残りのマイクロホンを用いて合成手段１０〜１４により、正常時の特性にできるだけ近い特性となるよう指向性合成を行いマルチチャンネル信号を出力するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１ポイント（一箇所）でマルチチャンネル収音を行うマルチチャンネル収音装置に関する。

ビデオカメラでは、収録時にビデオカメラに装着した１個の収音装置で多方向からの音を分離収音し、リアルタイムに録音する必要がある。複数個の無指向性マイクロホンを配し、様々な音場、様々な方式のマルチチャンネルステレオに対応可能な、小型で低コストなマルチチャンネル収音装置を実現している。このようなものとして特許文献１に記載されたものが知られている。

即ち、図５に示すように、１は前方に、２は後方に、３は左側に、４は右側に配置された無指向性マイクロホン（以下“マイク”と称す）であり、４つのマイクから適宜必要なマイクの出力を合成手段５〜９に入力し、必要な指向性を合成して出力するものである。

各合成手段５〜９は図６に示すとおりの構成となっており、端子Ａに入力された音声信号に対し、端子Ｂに入力された音声信号を、遅延器６２によって一定時間遅延させた後、減算器６１により減算し出力するようになっている。遅延器６２による遅延時間は、マイク間距離を音波が伝搬する時間に等しくなっている。例えば、合成手段５では、マイク１、マイク２が端子Ａ、Ｂに入力されているので、マイク１、マイク２間の距離を音波が伝搬する時間となっており、合成手段６では、マイク１、マイク４間の距離を音波が伝搬する時間となっている。

このようにして１次音圧傾度型単一指向性マイクロホンの出力が合成手段５〜９から得られ、それぞれがセンターチャンネル（Ｃチャンネル）、左チャンネル（Ｌチャンネル）、右チャンネル（Ｒチャンネル）、左後ろチャンネル（ＳＬチャンネル）、右後ろチャンネル（ＳＲチャンネル）のマルチチャンネル信号が得られる。通常、このような単一指向性マイクロホンでは、周波数特性を平坦にするため、６ｄＢ／ｏｃｔで低域を増強するイコライザを接続して収音に使用する。
特開２００２−２２３４９３号公報（第３−４頁、第３図）

しかしながら、上記の構成では、例えば断線等マイクの故障等が発生すると、通常打ち消されている低域部が打ち消されなくなってしまうため、故障発生と同時にイコライザにより低域がブーストされて大振幅化し、システムの許容レベルを超えてクリップされるなどして異音を発生してしまうという課題があった。

本発明は上記の問題点に鑑み、マイクに故障等が発生しても大音量を発生させることなく収音を継続することができるマルチチャンネル収音装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明は、少なくとも３個以上の非直線上に配置された無指向性マイクロホンと、前記無指向性マイクロホンが出力する複数の音声信号を用いて複数チャンネル分の指向性合成を行ないマルチチャンネル信号を出力する音声合成手段と、前記無指向性マイクロホンからの音声出力を基に故障の有無を検出する故障検出手段と、を備え、前記音声合成手段が、前記故障検出手段の出力に基づき、故障検出時に、前記３個以上の無指向性マイクロホンより故障していない無指向性マイクロホンを用いて異なる指向性合成を行いマルチチャンネル信号を出力するようにしたものである。

本発明のマルチチャンネル収音装置は、マイク故障時においても、故障していない他のマイクを用いて指向性合成を継続して行うため、異音を発生させることなくマルチチャンネル信号を得ることができ、収音を継続することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明装置の実施の形態１のブロック図である。この図を説明すると、図５同様に配された４個のマイクを用いてＬチャンネル、Ｒチャンネル、ＳＬチャンネル、ＳＲチャンネル、Ｃチャンネルのマルチチャンネル信号を得ようとするものである。なお、図５において説明したものと同一機能を有するブロックにおいては同一の符号を付し細かな説明は省略する。合成手段１１〜１４はそれぞれ合成手段６〜９と同じ構成となっている。合成手段１０はＡ入力、Ｂ入力を加算して出力するようになっている。

ここで、マイク１〜４が正常に動作している場合、故障検出手段１５はセレクタ１６〜２０において端子Ａに与えられた信号を選択、出力すべく制御信号を発生する。故に、各セレクタ１６〜２０出力からは、それぞれ合成手段５〜９出力が選択・出力され、従来例で述べた場合と同様、センターチャンネル（Ｃチャンネル）、左チャンネル（Ｌチャンネル）、右チャンネル（Ｒチャンネル）、左後ろチャンネル（ＳＬチャンネル）、右後ろチャンネル（ＳＲチャンネル）のマルチチャンネル信号が得られる。

次に、マイク１〜４の一部が故障した場合について述べる。マイク１〜４のいずれかが故障した場合、故障検出手段１５は故障しているマイクがいずれであるかを検出し、そのマイク出力が与えられていない合成手段出力がマルチチャンネル信号として出力されるようセレクタ１６〜２０を制御する。

今仮にマイク１が故障した場合、故障検出手段１５がマイク１の故障を検出し、マイク１が入力されている合成手段５〜７が接続されているセレクタ１６〜１８出力に対し、選択先を合成手段５〜７から合成手段１０〜１２に切り替えるべく制御信号をセレクタ１６〜１８に与える。

このようにすることで、例えば、Ｌチャンネル出力では合成手段６に代わり合成手段１１の出力がセレクタ１７より取り出され、故障したマイクの使用を避けることができる。その一方で、指向性合成の手法が、マイク１、４による指向性合成からマイク２、３による指向性合成に代わるが、マイクの位置が１ｃｍ程度ずれるだけで実質的な指向性は全く変化しない。

一方Ｃチャンネルでは、合成手段５に代わり合成手段１０の出力がセレクタ１６より取り出される。合成手段１０では、Ｌチャンネル用出力となるセレクタ１７出力と、Ｒチャンネル用出力となるセレクタ１８出力を加算して出力するのでセンター方向が強くなる指向性を有する出力が得られる。合成手段５においては、後ろ正面方向の感度は０であったのに対し、合成手段１０によるものは、多少の感度を有してしまうが、従来ではマイク１が故障でノイズ信号が発生することを考えると、大幅に改善することができる。

次に、マイク３が故障した場合を考えると、故障検出手段１５がマイク３の故障を検出し、マイク３が入力されている合成手段７、９が接続されているセレクタ１８、２０出力に対し、選択先を合成手段７、９から合成手段１２、１４に切り替えるべく制御信号をセレクタ１８、２０に与える。

以下、同様にしてＲチャンネル出力、ＳＲチャンネル出力からのノイズ発生を抑えることが出来る。なお、マイク３が故障した場合は、マイク３が合成手段５には与えられていないためＣチャンネルへは影響がないことは言うまでもない。

図２は故障検出手段１５の具体的な実施例を示したブロック図である。この図を説明すると、加算器２１がマイク１〜４の出力の加算を行う。ここでは信号の絶対値を取ったものの加算を行った後、１／４して出力している。比較器２２〜２５で加算器２１出力と、各マイク出力の絶対値を取ったものとの比較を行なっている。ここでは、端子Ｂに与えられる加算器２１出力が所定のレベル以上であるときに、端子Ａに与えられる信号の絶対値が一定の割合以上の値であるかどうかを検出し、一定の割合以下であることが一定時間以上継続した場合にフラグを立てるようになっている。

このように構成することにより、いずれのマイクも正常動作しているときは、加算器２１出力とマイク１〜４出力はほぼ同レベルであるので、比較器２２〜２５はフラグを立てることが無く、また、どれかのマイクが故障すると、マイク出力が殆どゼロになるため、比較器２２〜２５において、Ａ入力が常にＢ入力である加算器２１出力以下になり、故障したマイクに対応する比較器がフラグを立て、どのマイクが故障しているかを検出することができる。

デコーダ２６では、比較器２２〜２５から与えられるフラグを監視し、フラグが立つとそれに対応した制御信号をセレクタ１６〜２０に出力する。即ち、セレクタ１６に対しては、マイク１、２のいずれかが故障したとき、セレクタ１７に対しては、マイク１、４のいずれかが故障したとき、セレクタ１８に対しては、マイク１、３のいずれかが故障したとき、セレクタ１９に対しては、マイク２、４のいずれかが故障したとき、セレクタ２０に対しては、マイク２、３のいずれかが故障したとき、端子Ｂに与えられる信号を選択するよう制御信号を出力する。

（実施の形態２）
図３は、本発明装置の実施の形態２のブロック図である。以下、この図において、これまでに説明してきたものと同一機能を有するものについては同一の符号を付し細かな説明は省略する。ここではセレクタ３５〜３８によって、マイク１〜４すべてが正常に動作している時は図１と同様の動作をするようマイク出力を各合成手段５〜９に対して与え、マイク１〜４のいずれかが故障している時には合成手段５〜９のＡ端子、Ｂ端子すべてに対して、故障していない何れかのマイク出力を与えるようにしたものである。

即ち、故障検出手段３１は、正常動作時にはセレクタ３５〜３８がＣ端子への入力を選択・出力するよう制御信号を出力する。マイク１〜３のいずれかが故障したことを検出した時には、セレクタ３５〜３８のＡ端子に与えられた信号を選択・出力すべく制御信号を出力する。また、マイク４が故障したことを検出した時には、セレクタ３５〜３８のＢ端子に与えられた信号を選択・出力すべく制御信号を出力する。

このように構成することにより、マイク故障時には合成手段５〜９のすべての端子に同じマイクの出力が与えられることになり、すべてのチャンネル出力から同じ信号が出力される。即ち、全くの無指向性のマルチチャンネル収音装置となるが、従来であれば発生するノイズ信号を抑えることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明装置の実施の形態３のブロック図であって、マイク３個を用いてマルチチャンネル収音を行う場合において本発明を応用した場合の実施例である。ここではセレクタ３５〜３７によって、各合成手段８〜１２に対し、故障時には合成手段８〜１２のＡ端子、Ｂ端子すべてに対して、故障していないいずれかのマイク出力を与えるようにしたものである。正常動作時の動作は、図１においてマイク１が故障した場合の動作と同じになる一方、マイク故障時の動作については図３と同様であり、無指向性のマルチチャンネル収音装置として動作する。

以上述べたように、本発明によるマルチチャンネル収音装置は、マイク故障時に正常動作している残りのマイクを用い、指向性合成の合成手段を変更する等の手法を用い、ノイズを発生させることなくマルチチャンネル収音が可能となる。

なお、上記実施例においては、使用するマイクの個数が３個、或いは４個の場合について述べたが、５個、或いはそれ以上の場合であっても良いことは言うまでもない。要は、正常に動作するマイクを検出し、それらを用いて故障したマイクを用いているチャンネルの収音を補助するようにするものである。

本発明にかかるマルチチャンネル収音装置は、ビデオムービーのみならず、テレビ会議、インターネット会議等の収音にも適用できる。

本発明の実施の形態１に於けるマルチチャンネル収音装置の実施例を示したブロック図本発明における故障検出手段の一実施例を示すブロック図本発明の実施の形態２に於けるマルチチャンネル収音装置の実施例を示したブロック図本発明の実施の形態３に於けるマルチチャンネル収音装置の実施例を示したブロック図従来のマルチチャンネル収音装置を示したブロック図指向性合成に用いている合成手段の１例を示したブロック図

符号の説明

１〜４無指向性マイクロホン
５〜９合成手段
１５故障検出手段
１６〜２０セレクタ

Claims

少なくとも３個以上の非直線上に配置された無指向性マイクロホンと、
前記無指向性マイクロホンが出力する複数の音声信号を用いて複数チャンネル分の指向性合成を行ないマルチチャンネル信号を出力する音声合成手段と、
前記無指向性マイクロホンからの音声出力を基に故障の有無を検出する故障検出手段と、
を備え、
前記音声合成手段が、前記故障検出手段の出力に基づき、故障検出時に、前記３個以上の無指向性マイクロホンより未故障の無指向性マイクロホンを用いて異なる指向性合成を行いマルチチャンネル信号を出力するようにしたことを特徴とするマルチチャンネル収音装置。
前記音声合成手段が、異なる無指向性マイクロホンを入力として指向性合成を行う指向性合成手段を複数組有しており、前記故障検出手段の出力に基づき、異なる指向性合成手段の出力をマルチチャンネル信号として出力することを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル収音装置。
前記音声合成手段が、複数の無指向性マイクロホンを入力として指向性合成を行う指向性合成手段を複数組有しており、前記故障検出手段の出力に基づき、異なる無指向性マイクロホン出力を指向性合成手段に入力するようにしたことを特徴とする請求項１記載のマルチチャンネル収音装置。