JP2014072708A - 収音装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリア音のみを強調することができるようにする。
【解決手段】本発明は、複数のマイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成し、各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力で、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正し、各ビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために補正係数を算出し、補正係数を用いて各ビームフォーマ出力を補正してスペクトル減算して目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後非目的エリア音を各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、収音装置及びプログラムに関し、例えば、特定のエリアの音を強調し、それ以外のエリアの音を抑制する収音装置及びプログラムに適用し得るものである。

特定の方向に存在する音（音声や音響；以下、音声及び音響をまとめて音響と呼ぶこともある）を強調し、それ以外の音を抑圧する技術として、マイクロホンアレイを用いたビームフォーマ（以下、ＢＦ）がある。ここで、ビームフォーマとは、各マイクロホンに到達する信号の時間差を利用して指向性を形成する技術である（非特許文献１参照）。

ＢＦは加算型と減算型の大きく２つの種類に分けられる。特に減算型ＢＦは、加算型ＢＦに比べ、少ないマイクロホン数で指向性を形成できるという利点がある。減算型ＢＦの代表的な手法として、スペクトル減算法（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ；以下ＳＳ）を用いたＢＦが挙げられる（非特許文献２参照）。

図１５は、マイクロホン数が２個の場合のＳＳに係る構成を示すブロック図である。図１５において、２個のマイクロホン１１及びマイクロホン１２の間の距離をｄとし、マイクロホン１１及びマイクロホン１２の正面から目的音源Ｔへの角度をθ_Ｌとする。ＳＳでは、まず遅延器１３が目的方向θ_Ｌからマイクロホン１１及びマイクロホン１２に到来する信号の時間差τ_Ｌを算出し、遅延を加えることにより目的音源方向の音信号の位相を合わせる。なお、他の方向からの音は遅延器１３を介しても位相は揃わず強調されない。時間差τ_Ｌは下記（１）式により算出される。式（１）において、ｃは音速、Ｄ_ｉは遅延量である。

ここで、目的音源Ｔがマイクロホン１１とマイクロホン１２の中心に対してマイクロホン１１の方向に存在する場合、マイクロホン１１の入力に対し遅延処理を行う。その後、加算器１４が（２）式に従い加算処理を行い、減算器１５が（３）式に従い減算処理を行う。これにより、加算処理により目的音源方向の音が強調され、また減算処理により目的音源方向以外の音が抽出される。なお、加算処理及び減算処理は、周波数領域でも同様に行うことができ、その場合（２）式、（３）式はそれぞれ式（４）式、（５）式に変更される。図１５では、(４)式、（５）式に従った加算処理及び減算処理を行う場合を例示している。

加算処理及び減算処理されたデータを用いてスペクトル減算器１６が（６）式に従い処理を行うことにより、目的音源方向の音を強調し、それ以外の音を抑圧することができる。βはＳＳの強度を変更するための係数である。

実環境では、ある特定のエリアの音（以下、目的エリア音）だけを収音したい場合、そのエリアの周囲に多数の雑音（以下、非目的エリア音）が存在する状況が考えられる。通常ＢＦは、上下左右へ直線的にしか指向性を形成することができない。それ故、図１６に示すように目的エリアと同方向に非目的エリア音源が存在する場合、目的エリア音だけでなく非目的エリア音まで強調してしまう問題が存在する。

この課題を解決するために、特許文献１の記載技術は、２個のマイクロホンアレイを用いて、別々の位置から各マイクロホンアレイの指向性をＢＦにより目的エリア方向、目的エリア以外の方向に向け、各方向から到来する音のレベル差から目的エリア音を推定し強調する手法を提案している。

特開２００７−２３５３５８号公報

浅野太著，"音のアレイ信号処理 −音源の定位・追跡と分離"，社団法人 日本音響学会，コロナ社，２０１１年２月２５日発行 矢頭隆，森戸誠，山田圭，小川哲司，"正方形マイクロホンアレイによる音源分離技術（＜特集＞音声認識技術の実用化への取り組み）"，一般社団法人情報処理学会，情報処理５１（１１），ｐｐ．１４１０−１４１６，２０１０年

しかしながら、特許文献１の記載技術では、マイクロホンアレイを目的エリアから等間隔の距離に配置しなければならない制限がある。つまり、例えば２個のマイクロホンアレイ１及びマイクロホンアレイ２を配置させるとき、マイクロホンアレイ１から目的エリアへの距離と、マイクロホンアレイ２から目的エリアへの距離を等しくする必要がある。このため、目的エリアを変更する場合、変更の毎に、マイクロホンアレイを配置し直さなければならない問題が生じ得る。また、特許文献１の記載技術は、加算型ＢＦに基づいているため、１個のマイクロホンアレイを構成するためのマイクロホンを多数設けることが必要となる。

そのため、少ないマイクロホンでマイクロホンアレイを構成することができ、マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが非目的エリア音源に囲まれている状況でも、目的エリア音のみを強調することができる収音装置及びプログラムが求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明は、（１）複数のマイクロホンアレイと、（２）各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部と、（３）各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部と、（４）各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力間の振幅スペクトルの比率の最頻値もしくは中央値を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部と、（５）目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部とを備えることを特徴とする収音装置である。

第２の本発明は、（１）複数のマイクロホンアレイと、（２）各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部と、（３）各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部と、（４）各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力のパワーの差の２乗を最も小さくする係数を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部と、（５）目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部とを備えることを特徴とする収音装置である。

第３の本発明は、複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、（１）各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部、（２）各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部、（３）各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力間の振幅スペクトルの比率の最頻値もしくは中央値を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部、（４）目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部として機能させることを特徴とする収音プログラムである。

第４の本発明は、複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、（１）各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部、（２）各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部、（３）各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力のパワーの差の２乗を最も小さくする係数を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部、（４）目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部として機能させることを特徴とする収音プログラムである。

本発明によれば、少ないマイクロホンでマイクロホンアレイを構成することができ、マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが非目的エリア音源に囲まれている状況でも、目的エリア音のみを強調することができる。

第１の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 目的エリア音抽出部の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る収音装置の処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る性能評価実験でのマイクロホンアレイと各音源の配置を示した図である。 第１の実施形態と既存手法の各配置パターンでの非目的エリア音の抑圧量を示した図である。 第２の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る収音装置の処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る収音装置の処理を示すフローチャートである。 目的エリア音パワー補正係数算出部の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る性能評価実験でのマイクロホンアレイと各音源の配置を示した図である。 第３の実施形態と既存手法の各配置パターンでの非目的エリア音の抑圧量を示した図である。 第４の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態に係る収音装置の処理を示すフローチャートである。 スペクトル減算法に係る構成を示すブロック図である。 １個のマイクロホンアレイから指向性ビームを目的エリア方向に向けた状態を示す説明図である。 ２個のマイクロホンアレイを用い、別々の場所から指向性ビームを目的エリア方向に向けた状態を示す説明図である。 各マイクロホンアレイのＢＦ出力信号と目的エリア音成分、非目的エリア音成分のスペクトルの違いを示す説明図である。 各マイクロホンアレイのＢＦ出力信号間の振幅スペクトルの比率をヒストグラムで示した説明図である。

（Ａ）第１〜第４の実施形態に共通する技術思想
第１〜第４の実施形態では、まず目的エリアを含む空間内に複数のマイクロホンアレイを任意に配置し、ＢＦにより目的エリア方向へ指向性ビームを形成する。例として２個のマイクロホンアレイの指向性ビームを目的エリアに向けたときのイメージを図１７に示す。この状態では、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦの指向性には目的エリア音方向の非目的エリア音成分が含まれている。しかし、目的エリアは、全てのマイクロホンアレイ１、２の指向性ビームに含まれている。そのため、目的エリア音成分は、図１８（ａ）、（ｃ）に示すように、全ＢＦの出力信号に同じ割合、分布で含まれることになる。それと比較し非目的エリア音１、２の成分は、図１８（ｂ）、（ｄ）に示すように、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ出力信号毎に異なっている。第１〜第４の実施形態は、このような特徴を利用するものである。

つまり、一方のマイクロホンアレイ１のＢＦ出力信号からマイクロホンアレイ２のＢＦ出力信号をＳＳすると、図１８（ｅ）において重なっている目的エリア音成分は消去される。このとき、非目的エリア音１と非目的エリア音２の成分は重ならないため、非目的エリア音１のみを抽出することができる。抽出した非目的エリア音１の成分をマイクロホンアレイ１のＢＦ出力信号から更にＳＳすることにより、最終的に目的エリア音を抽出することができる。

この手法により目的エリア音を抽出するためには、各ＢＦ出力信号に目的エリア音成分のパワーが同じ大きさで含まれることが前提となる。しかし、通常、各ＢＦ出力信号の目的エリア音成分のパワーは、目的エリアと各マイクロホンアレイ１、２との距離の違いや、マイクロホンアレイ１及び２の間のゲインの違いによって変わってくる。

そこで、第１及び第２の実施形態では、まず各ＢＦ出力信号間で振幅スペクトルの比を求め、その比率の最頻値を算出する。前述のとおり、目的エリア音成分は、全てのＢＦ出力信号に同じ割合、分布で含まれているため、目的エリア音成分の周波数では、比率が全て同じになる。逆に非目的エリア音成分は、各ＢＦ出力信号で異なるので比率にはばらつきがある。この特性から、全ての周波数毎の比率に対して最頻値を求めれば、その値がそのまま、各ＢＦ出力信号の目的エリア音成分のパワーが等しくなるように補正する係数となる。図１９は、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ出力信号間の振幅スペクトルの比率をヒストグラムで示した説明図である。図１９（Ａ）は、各マイクロホンアレイ１、２が目的エリアから等距離に配置されている場合である。目的エリアからの距離が同じため、入力される目的エリア音成分のパワーはほぼ等しく、比率の最頻値は１に近い値となっている。図１９（Ｂ）は、マイクロホンアレイ１よりもマイクロホンアレイ２の方が目的エリアに近い場合である。目的エリアに近いマイクロホンアレイ２の方が目的エリア音成分のパワーが大きいため、比率の最頻値は１より小さい値となっていることが分かる。またパワー補正係数は、中央値を最頻値の近似として算出し求めることもできる。図１９（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、比率の分布は単峰であるので、中央値は最頻値と近い値になる。以上のように、第１及び第２の実施形態では、各ＢＦ出力信号間の振幅スペクトルの比率の最頻値もしくは中央値をパワー補正係数として算出する。算出したパワー補正係数を用い、各ＢＦ出力信号に含まれる目的エリア音成分のパワーが全て等しくなるように補正した後、上記手法により目的エリア音を抽出する。

また、第３及び第４の実施形態では、まず各ＢＦ出力信号のパワーの差の２乗が最小になる値を算出し、この最小値を目的エリア音成分のパワー補正係数とする。各ＢＦ出力信号の目的エリア音成分の分布は正規化すると同じになるため、各ＢＦ後のパワーの差が最小になったときが、目的エリア音成分のパワーが一致した状態であると考えられる。算出したパワー補正係数を用い、各ＢＦ出力信号に含まれる目的エリア音成分のパワーが全て等しくなるように補正した後、上記手法により目的エリア音を抽出する。

（Ｂ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る収音装置及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（Ｂ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。収音装置１０Ａにおける、デジタル信号に変換された後の処理構成を、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムで実現することもできるが、機能的には、図１で表すことができる。

図１において、第１の実施形態に係る収音装置１０Ａは、マイクロホンアレイ１、マイクロホンアレイ２、データ入力部３、指向性形成部４、マイクロホンアレイ間遅延補正部５、目的エリア音パワー補正係数算出部６、目的エリア音抽出部７を備える。

マイクロホンアレイ１は、目的エリアが存在する空間の、目的エリアを指向できる場所に配置される。マイクロホンアレイ１は、２個以上のマイクロホンから構成され、各マイクロホンにより音響を収音し、音響信号を当該収音装置１０Ａのデータ入力部３に入力するものである。

マイクロホンアレイ２は、マイクロホンアレイ１と同様の構成を有するものであり、マイクロホンアレイ１と異なる場所に配置される。

マイクロホンアレイ１、２を構成する複数個のマイクロホンの配置はＢＦを実行できる配置であれば良く、例えば、横一列、縦一列、十字状又は格子状のいずれかであっても良い。また、マイクロホンアレイの配置数は、２個以上であっても良い。

データ入力部３は、マイクロホンアレイ１、２で収音された音響信号をアナログ信号からデジタル信号（データ）に変換するものである。

指向性形成部４は、全てのマイクロホンアレイ１、２からの出力信号に基づいてＢＦにより目的エリアに向けた指向性ビームを形成するものである。ＢＦは、加算型の遅延和法、減算型のＳＳなど各種手法を適用することができる。また、ターゲットとする目的エリアの範囲に応じて、指向性形成部４は指向性の強度を変更できる。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到達するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するものである。

目的エリア音パワー補正係数算出部６は、各ＢＦ後のデータに含まれる目的エリア音成分のパワーを全て同じ大きさにするための補正係数を算出するものである。

目的エリア音抽出部７は、目的エリア音パワー補正係数算出部６で算出した補正係数により補正した各ＢＦ出力データをＳＳし、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、抽出した非目的エリア音を、各ＢＦ出力データからＳＳすることにより目的エリア音を抽出して出力するものである。

図２は、目的エリア音抽出部７の構成を示すブロック図である。ここで、マイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力データをＸ_１（ｎ）、Ｘ_２（ｎ）とし、各ＢＦ出力データに対するパワー補正係数をα_１（ｎ）、α_２（ｎ）とする。また、マイクロホンアレイ１からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音成分をＮ_１（ｎ）とし、マイクロホンアレイ２からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音成分をＮ_２（ｎ）とする。

この場合、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２にパワー補正係数α_１（ｎ）を掛けてＳＳを行い、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１（ｎ）に含まれる目的エリア方向の非目的エリア音成分Ｎ_１（ｎ）を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１（ｎ）に対しＮ_１（ｎ）をＳＳし、目的エリア音成分Ｙ_１（ｎ）を抽出する。

目的エリア音成分Ｙ_２（ｎ）についても同様に、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１にパワー補正係数α_２（ｎ）を掛けてＳＳを行い、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２（ｎ）に含まれる目的エリア方向の非目的エリア音成分Ｎ_２（ｎ）を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２（ｎ）に対しＮ_２（ｎ）をＳＳし、目的エリア音成分Ｙ_２（ｎ）を抽出する。

（Ｂ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る収音装置１０Ａの処理を説明する。図３は、第１の実施形態に係る収音装置１０Ａの処理を示すフローチャートである。

目的エリアがある空間に存在する各種の音源からの音響は、マイクロホンアレイ１、２を構成するマイクロホンによって収音され、マイクロホンアレイ１、２で取得した音響信号がデータ入力部３に入力し、音響信号がデジタル信号に変換される（Ｓ１）。

指向性形成部４は、全てのマイクロホンアレイ１、２の出力に対し、ＢＦによって目的エリア方向へ指向性を形成する（Ｓ２）。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正する（Ｓ３）。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、まず目的エリアの位置とマイクロホンアレイの位置から、各マイクロホンアレイへの目的エリア音の到達時間を算出する。そして、最も目的エリアから遠い位置に配置されたマイクロホンアレイを基準として、全てのマイクロホンアレイに目的エリア音が同時に到達するように遅延を加える。マイクロホンアレイ間遅延補正部５によるこの操作により、任意に配置した各マイクロホンアレイ１、２の出力データを同時に扱うことが可能となる。

目的エリア音パワー補正係数算出部６は、各マイクロホンアレイ１、２からのＢＦ後の出力データに含まれる目的エリア音成分のパワーを全て同じにするための目的エリア音パワー補正係数を算出する（Ｓ４）。

パワー補正係数を求めるために、目的エリア音パワー補正係数算出部６は、まず各ＢＦ出力データＸ_１、Ｘ_２間で振幅スペクトルの比率を求める。この際、指向性形成部４でＢＦを時間領域で行なっている場合には、各ＢＦ出力データを周波数領域に変換する。そして、目的エリア音パワー補正係数算出部６は、求めた比率から最頻値を算出し、その値をパワー補正係数とする（（７）、（８）式）。または、目的エリア音パワー補正係数算出部６は、比率の中央値を算出し、パワー補正係数とすることもできる（（９）、（１０）式）。

ここで、Ｘ_１ｋ（ｎ）、Ｘ_２ｋ（ｎ）はマイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力データ、Ｎは周波数ビンの総数、ｋは周波数、α_１（ｎ）、α_２（ｎ）は各ＢＦ出力に対するパワー補正係数である。目的エリア音パワー補正係数算出部６は、パワー補正係数を全て求める必要はなく、一方を求めたらもう一方を、その逆数としてもよい。つまり、目的エリア音パワー補正係数算出部６がα_１（ｎ）を求めたら、もう一方のα_２（ｎ）については、α_２（ｎ）＝１／α_１（ｎ）とすることができる。

目的エリア音抽出部７は、目的エリア音パワー補正係数算出部６で算出したパワー補正係数により補正した各ＢＦ出力データをＳＳし、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する（Ｓ５）。さらに、目的エリア音抽出部７は、抽出した非目的エリア音を各ＢＦの出力からＳＳすることにより目的エリア音を抽出する（Ｓ６）。マイクロホンアレイ１からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_１（ｎ）を抽出するには、（１１）式に示すように、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力Ｘ_１（ｎ）からマイクロホンアレイ２のＢＦ出力Ｘ_２（ｎ）にパワー補正係数α_２を掛けたものをＳＳする。同様に（１２）式に従い、マイクロホンアレイ２からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_２（ｎ）を抽出する。

その後、目的エリア音抽出部７は、（１３）式、（１４）式に従い、各ＢＦ出力データから非目的エリア音をＳＳすることにより目的エリア音を抽出する。（１３）式、（１４）式のγ_１（ｎ）、γ_２（ｎ）はＳＳ時の強度を変更するための係数である。

第１の実施形態の効果を示すために以下の実験を行った。

図４は、マイクロホンアレイ１、２と音源の配置を示したものである。収音対象のエリアを一辺が２ｍの正方形とし、収音対象エリアを４つの区画に分けた。その内３つのエリアに、目的エリア音源１個と、非目的エリア音源を２個配置した。音源は全てヒトの声であり、これらをほぼ同じ音量で同時に再生し、マイクロホンアレイで録音した。マイクロホンアレイは２台使用し、それぞれ正面方向に目的エリア音源と非目的エリア音源が重なるように配置する。

図４（Ａ）の配置パターン１では、各マイクロホンアレイ１、２に対し、目的エリア音源を非目的エリア音源の手前に配置した。また図４（Ｂ）の配置パターン２では、目的エリア音源を非目的エリア音源の奥に配置した。各マイクロホンアレイ１、２は、同数のマイクロホンから構成され、１台のマイクロホンアレイに使用したマイクロホンの数は２個とした。マイクロホン間隔は全て３ｃｍとした。録音したデータを用い、本発明方式とマイクロホンアレイ単独でのＢＦの非目的エリア音の抑圧量を、計算機シミュレーションにより比較した。ＢＦの手法は既存の減算型ＢＦ（非特許文献２参照）を用いた。

非目的エリア音をどの程度抑圧できるのかをＮｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｒａｔｅ（ＮＲＲ）を用いて評価した。

図５は、それぞれの配置パターンでの非目的エリア音の抑圧量を示したものである。図５（Ａ）の配置パターン１では、本発明方式は、マイクロホンアレイ単独のＢＦに比べ、約３ｄＢ非目的エリア音の抑圧量が大きい。図５（Ｂ）の配置パターン２においても、本発明方式の方が、マイクロホンアレイ単独のＢＦよりも約３．６ｄＢ大きく抑圧できている。このように本実施形態によれば、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抑圧することができる。

（Ｂ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、各ＢＦの出力に含まれる目的エリア音成分の大きさを補正することにより目的エリア音を抽出するため、各マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが非目的エリア音源に囲まれている状況でも目的エリア昔のみを強調することができる。つまり複数のマイクロホンアレイを異なる方向に一度配置するだけで目的エリア音のみを強調することができる。

また、第１の実施形態によれば、指向性形成部が形成する指向性を変更することができるので、複数のマイクロホンアレイの位置などを変更することなく、目的エリアの変更にも容易に対応することができる。

さらに、第１の実施形態によれば、減算型ＢＦを使用することができるため、１個のマイクロホンアレイを、少ないマイクロホンで構成することができる。

（Ｃ）第２の実施形態
第１の実施形態では、目的エリア音が抽出されたデータは、マイクロホンアレイの数だけ出力される。エリア収音装置を使用する際、これらのデータの中から最終的に１つのデータを選択して出力する状況が想定される。

そこで第２の実施形態は、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離や、目的エリア音と非目的エリア音のＳＮの比を特徴量として利用し、最も目的エリア音が強調されているデータを選択する出力データ選択部を備える。

以下、本発明に係る収音装置及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照して説明する。

（Ｃ−１）第２の実施形態の構成
図６は、第２の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。図６において、第２の実施形態に係る収音装置１０Ｂは、マイクロホンアレイ１、マイクロホンアレイ２、データ入力部３、指向性形成部４、マイクロホンアレイ間遅延補正部５、目的エリア音パワー補正係数算出部６、目的エリア音抽出部７、出力データ選択部８を備える。

第２の実施形態に係る収音装置１０Ｂは、第１の実施形態で説明した構成要素に加えて、目的エリア音抽出部７の後段に出力データ選択部８を備える。

出力データ選択部８は、目的エリア音抽出部７の出力の中から、目的エリアと各マイクロホンアレイ１、２との距離もしくはＳＮ比を、目的エリア音強調の指標とし、最も目的エリア音が強調されているデータを選択するものである。

（Ｃ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態に係る収音装置１０Ｂの処理を説明する。図７は、第２の実施形態に係る収音装置１０Ｂの処理を示すフローチャートである。図７において、Ｓ１〜Ｓ６の処理は図３のＳ１〜Ｓ６の処理と同様である。

出力データ選択部８は、目的エリア音抽出部７で目的エリア音を抽出した複数個のデータから、最も目的エリア音が強調されているデータを選択する（Ｓ７）。

出力データ選択部８は、目的エリア音強調の指標を、目的エリアとマイクロホンアレイ１、２との間の距離として、距離が最も近いものを出力データとして選択する。もしくは、ＳＮ比（この場合はＹ_ｉ（ｎ）／Ｎ_ｉ（ｎ））を目的エリア音強調の指標とし、出力データ選択部８は最もＳＮ比が良いものを選択する。さらに、出力データ選択部８は、これらの指標を組み合わせて選択することもできる。

（Ｃ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、複数存在する目的エリア音が抽出されたデータの中から、最も目的エリア音が強調されたデータを選択し、出力することが可能になる。

（Ｄ）第１及び第２の実施形態の変形実施形態
上記第１及び第２の実施形態では、マイクロホンアレイが２個の場合を示したが、マイクロホンアレイは３個以上あってもよい。この場合において（７）〜（１４）の各数式は、以下の様に拡張できる。ここでＭはマイクロホンアレイの総数である。

（Ｅ）第３の実施形態
以下では、本発明に係る収音装置及びプログラムの第３の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

（Ｅ−１）第３の実施形態の構成
図８は、第３の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。収音装置１０Ｃにおける、デジタル信号に変換された後の処理構成を、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムで実現することもできるが、機能的には、図８で表すことができる。

第３の実施形態に係る収音装置１０Ｃは、マイクロホンアレイ１、マイクロホンアレイ２、データ入力部３、指向性形成部４、マイクロホンアレイ間遅延補正部５、目的エリア音パワー補正係数算出部９、目的エリア音抽出部７を備える。

マイクロホンアレイ１は、目的エリアが存在する空間の、目的エリアを指向できる場所に配置される。マイクロホンアレイ１は、２個以上のマイクロホンから構成され、各マイクロホンにより音響を収音し、音響信号を当該収音装置１０Ａのデータ入力部３に入力するものである。

マイクロホンアレイ２は、マイクロホンアレイ１と同様の構成を有するものであり、マイクロホンアレイ１と異なる場所に配置される。

マイクロホンアレイ１、２を構成する複数個のマイクロホンの配置はＢＦを実行できる配置であれば良く、例えば、横一列、縦一列、十字状又は格子状のいずれかであっても良い。また、マイクロホンアレイの配置数は、２個以上であっても良い。

データ入力部３は、マイクロホンアレイ１、２で収音された音響信号をアナログ信号からデジタル信号（データ）に変換するものである。

指向性形成部４は、全てのマイクロホンアレイ１、２からの出力信号に基づいてＢＦにより目的エリアに向けた指向性ビームを形成するものである。ＢＦは、加算型の遅延和法、減算型のＳＳなど各種手法を適用することができる。また、ターゲットとする目的エリアの範囲に応じて、指向性形成部４は指向性の強度を変更できる。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到達するように、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するものである。

目的エリア音パワー補正係数算出部９は、各ＢＦ後のデータに含まれる目的エリア音成分のパワーを全て同じ大きさにするためのパワー補正係数を算出するものである。つまり、目的エリア音パワー補正係数算出部９は、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ出力のパワーの差の２乗を最も小さくする係数を算出し、これをパワー補正係数とする。

目的エリア音抽出部７は、目的エリア音パワー補正係数算出部９で算出したパワー補正係数により補正した各ＢＦ出力データをＳＳし、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、抽出した非目的エリア音を、各ＢＦ出力データからＳＳすることにより目的エリア音を抽出して出力するものである。

図２は、目的エリア音抽出部７の構成を示すブロック図である。ここで、マイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力データをＸ_１（ｎ）、Ｘ_２（ｎ）とし、各ＢＦ出力データに対するパワー補正係数をα_１（ｎ）、α_２（ｎ）とする。また、マイクロホンアレイ１からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音成分をＮ_１（ｎ）とし、マイクロホンアレイ２からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音成分をＮ_２（ｎ）とする。

この場合、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２にパワー補正係数α_１（ｎ）を掛けてＳＳを行い、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１（ｎ）に含まれる目的エリア方向の非目的エリア音成分Ｎ_１（ｎ）を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１（ｎ）に対しＮ_１（ｎ）をＳＳし、目的エリア音成分Ｙ_１（ｎ）を抽出する。

目的エリア音成分Ｙ_２（ｎ）についても同様に、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力データＸ_１にパワー補正係数α_２（ｎ）を掛けてＳＳを行い、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２（ｎ）に含まれる目的エリア方向の非目的エリア音成分Ｎ_２（ｎ）を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部７は、マイクロホンアレイ２のＢＦ出力データＸ_２（ｎ）に対しＮ_２（ｎ）をＳＳし、目的エリア音成分Ｙ_２（ｎ）を抽出する。

（Ｅ−２）第３の実施形態の動作
次に、実施形態に係る収音装置の動作を説明する。図９は、第３の実施形態に係る収音装置１０Ｃの処理を示すフローチャートである。

目的エリアがある空間に存在する各種の音源からの音響は、マイクロホンアレイ１、２を構成するマイクロホンによって収音され、マイクロホンアレイ１、２で取得した音響信号がデータ入力部３に入力し、音響信号がデジタル信号に変換される（Ｓ１）。

指向性形成部４は、全てのマイクロホンアレイ１、２の出力に対し、ＢＦによって目的エリア方向へ指向性を形成する（Ｓ２）。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正する（Ｓ３）。

マイクロホンアレイ間遅延補正部５は、まず目的エリアの位置とマイクロホンアレイの位置から、各マイクロホンアレイへの目的エリア音の到達時間を算出する。そして、最も目的エリアから遠い位置に配置されたマイクロホンアレイを基準として、全てのマイクロホンアレイに目的エリア音が同時に到達するように遅延を加える。マイクロホンアレイ間遅延補正部５によるこの操作により、任意に配置した各マイクロホンアレイ１、２の出力データを同時に扱うことが可能となる。

目的エリア音パワー補正係数算出部９は、マイクロホンアレイ１、２からの各ＢＦ出力データに含まれる目的エリア音成分のパワーを全て同じにするためのパワー補正係数を算出する。この際、目的エリア音パワー補正係数算出部９は、各マイクロホンアレイ１、２のＢＦ後の出力の差が最も小さくなるように目的エリア音パワー補正係数を更新する（Ｓ１４）。

図１０は、目的エリア音パワー補正係数算出部９の構成を示すブロック図である。目的エリア音パワー補正係数算出部９は、パワー補正係数を求めるために、（１９）式、（２０）式に従い、２個のマイクロホンアレイ１、２のＢＦ後出力のパワーの差の２乗した評価関数の値を算出する。この際、指向性形成部４でＢＦを時間領域で行なっている場合は、目的エリア音パワー補正係数算出部９はＢＦ後出力データを周波数領域に変換する。

ここで、Ｘ_１ｋ（ｎ）、Ｘ_２ｋ（ｎ）はマイクロホンアレイ１、２のＢＦ後出力データ、Ｎは周波数ビンの総数、ｋは周波数、α_１（ｎ）、α_２（ｎ）は各ＢＦ出力に対するパワー補正係数である。

目的エリア音パワー補正係数算出部９は、評価関数Ｊ_１（ｎ），Ｊ_２（ｎ）の値が最も小さくなるように、（２１）式、（２２）式に従い、パワー補正係数α_１（ｎ）、α_２（ｎ）を更新する。ρは学習係数である。計算量を減らすために、目的エリア音パワー補正係数算出部９は、一方のパワー補正係数を先に求め、他方のパワー補正係数を、一方のパワー補正係数の逆数としても良い。

目的エリア音抽出部７は、目的エリア音パワー補正係数算出部６で算出した補正係数により補正した各ＢＦ出力データをＳＳし、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する（Ｓ５）。さらに、目的エリア音抽出部７は、抽出した非目的エリア音を各ＢＦの出力データからＳＳすることにより目的エリア音を抽出する（Ｓ６）。

マイクロホンアレイ１からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_１（ｎ）を抽出するには、（１１）式に示すように、マイクロホンアレイ１のＢＦ出力Ｘ_１（ｎ）からマイクロホンアレイ２のＢＦ出力Ｘ_２（ｎ）にパワー補正係数α_２を掛けたものをＳＳする。同様に（１２）式に従い、マイクロホンアレイ２からみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_２（ｎ）を抽出する。

その後、目的エリア音抽出部７は、（１３）式、（１４）式に従い、各ＢＦ出力データから非目的エリア音をＳＳすることにより目的エリア音を抽出する。（１３）式、（１４）式のγ_１（ｎ）、γ_２（ｎ）はＳＳ時の強度を変更するための係数である。

第３の実施形態の効果を示すために以下の実験を行った。

図１１は、マイクロホンアレイ１、２と音源の配置を示したものである。収音対象のエリアを一辺が２ｍの正方形とし、収音対象エリアを４つの区画に分けた。その内３つのエリアに、目的エリア音源１個と、非目的エリア音源を２個配置した。音源は全てヒトの声であり、これらをほぼ同じ音量で同時に再生し、マイクロホンアレイで録音した。マイクロホンアレイは２台使用し、それぞれ正面方向に目的エリア音源と非目的エリア音源が重なるように配置する。

図１１（Ａ）の配置パターン１では、各マイクロホンアレイ１、２に対し、目的エリア音源を非目的エリア音源の手前に配置した。また図１１（Ｂ）の配置パターン２では、目的エリア音源を非目的エリア音源の奥に配置した。各マイクロホンアレイ１、２は、同数のマイクロホンから構成され、１台のマイクロホンアレイに使用したマイクロホンの数は２個とした。マイクロホン間隔は全て３ｃｍとした。録音したデータを用い、本発明方式とマイクロホンアレイ単独でのＢＦの非目的エリア音の抑圧量を、計算機シミュレーションにより比較した。ＢＦの手法は既存の減算型ＢＦ（非特許文献２参照）を用いた。

非目的エリア音をどの程度抑圧できるのかをＮｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｒａｔｅ（ＮＲＲ）を用いて評価した。

図１２は、それぞれの配置パターンでの非目的エリア音の抑圧量を示したものである。図１２（Ａ）の配置パターン１では、本発明方式は、マイクロホンアレイ単独のＢＦに比べ、約４ｄＢ非目的エリア音の抑圧量が大きい。図１２（Ｂ）の配置パターン２においても、本発明方式の方が、マイクロホンアレイ単独のＢＦよりも約５．５ｄＢ大きく抑圧できている。このように、第３の実施形態によれば、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抑圧することができる。

（Ｅ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、各ＢＦの出力に含まれる目的エリア音成分の大きさを補正することにより目的エリア音を抽出するため、各マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが非目的エリア音源に囲まれている状況でも目的エリア昔のみを強調することができる。つまり複数のマイクロホンアレイを異なる方向に一度配置するだけで目的エリア音のみを強調することができる。

また、第３の実施形態によれば、指向性形成部が形成する指向性を変更することができるので、複数のマイクロホンアレイの位置などを変更することなく、目的エリアの変更にも容易に対応することができる。

さらに、第３の実施形態によれば、減算型ＢＦを使用することができるため、１個のマイクロホンアレイを、少ないマイクロホンで構成することができる。

（Ｆ）第４の実施形態
第３の実施形態では、目的エリア音が抽出されたデータは、マイクロホンアレイの数だけ出力される。エリア収音装置を使用する際、これらのデータの中から最終的に１つのデータを選択して出力する状況が想定される。そこで第４の実施形態は、目的エリアと各マイクロホンアレイの距離や、目的エリア音と非目的エリア音のＳＮの比を特徴量として利用し、最も目的エリア音が強調されているデータを選択する出力データ選択部を備える。

以下、本発明による収音装置及びプログラムの第４の実施形態を図面を参照して説明する。

（Ｆ−１）第４の実施形態の構成
図１３は、第４の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。図１３において、第４の実施形態に係る収音装置１０Ｄは、マイクロホンアレイ１、マイクロホンアレイ２、データ入力部３、指向性形成部４、マイクロホンアレイ間遅延補正部５、目的エリア音パワー補正係数算出部９、目的エリア音抽出部７、出力データ選択部８を備える。

第４の実施形態に係る収音装置１０Ｄは、第３の実施形態で説明した構成要素に加えて、目的エリア音抽出部７の後段に出力データ選択部８を備える。

出力データ選択部８は、目的エリア音抽出部７の出力の中から、目的エリアと各マイクロホンアレイ１、２との距離もしくはＳＮ比を、目的エリア音強調の指標とし、最も目的エリア音が強調されているデータを選択するものである。

（Ｆ−２）第４の実施形態の動作
次に、第４の実施形態に係る収音装置１０Ｄの処理を説明する。図１４は、第４の実施形態に係る収音装置１０Ｄの処理を示すフローチャートである。図１４において、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１４、Ｓ５、Ｓ６の処理は図９のＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１４、Ｓ５、Ｓ６の処理と同様である。

出力データ選択部８は、目的エリア音抽出部７で目的エリア音を抽出した複数個のデータから、最も目的エリア音が強調されているデータを選択する（Ｓ７）。

出力データ選択部８は、目的エリア音強調の指標を、目的エリアとマイクロホンアレイ１、２との間の距離として、距離が最も近いものを出力データとして選択する。もしくは、ＳＮ比（この場合はＹ_ｉ（ｎ）／Ｎ_ｉ（ｎ））を目的エリア音強調の指標とし、出力データ選択部８は最もＳＮ比が良いものを選択する。さらに、出力データ選択部８は、これらの指標を組み合わせて選択することもできる。

（Ｆ−３）第４の実施形態の効果
第４の実施形態によれば、第３の実施形態の効果に加えて、複数存在する目的エリア音が抽出されたデータの中から、最も目的エリア音が強調されたデータを選択し、出力することが可能になる。

（Ｇ）第３及び第４の実施形態の変形実施形態
上記第３及び第４の実施形態では、マイクロホンアレイが２つのものを示したが、マイクロホンアレイは３個以上あってもよい。この場合において（１９）〜（２２）の各数式は、以下の様に拡張できる。ここでＭはマイクロホンアレイの総数である。

（Ｈ）他の実施形態
上記各実施形態では、マイクロホンアレイが捕捉して得た音響信号をリアルタイムに処理するものを示したが、マイクロホンアレイが捕捉して得た音響信号を記憶媒体に記憶させ、その後、記憶媒体から読み出して処理して目的エリア音の強調信号を得るようにしても良い。このように記憶媒体を利用する場合には、マイクロホンアレイが設定されている場所と、強調処理をする場所とが離れていても良い。同様に、リアルタイムに処理する場合にも、マイクロホンアレイが設定されている場所と、強調処理する場所とが離れていても良く、通信により信号を遠隔地に供給するようにしても良い。以上のような記憶媒体や通信を利用したりする場合も、本発明の「収音装置」の概念に含まれるものとする。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…収音装置、
１…マイクロホンアレイ、２…マクロホンアレイ、３…データ入力部、
４…指向性形成部、５…マイクロホンアレイ間遅延補正部、
６及び９…目的エリア音パワー補正係数算出部、７…目的エリア音抽出部。

Claims (5)

1. 複数のマイクロホンアレイと、
   上記各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部と、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと上記各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部と、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力間の振幅スペクトルの比率の最頻値もしくは中央値を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部と、
   上記目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部と
   を備えることを特徴とする収音装置。
2. 複数のマイクロホンアレイと、
   上記各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部と、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと上記各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部と、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力のパワーの差の２乗を最も小さくする係数を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部と、
   上記目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部と
   を備えることを特徴とする収音装置。
3. 上記目的エリア音抽出部の出力の中から、目的エリアと上記各マイクロホンアレイの距離もしくはＳＮ比を目的エリア音強調の指標とし、最も目的エリア音が強調されているデータを選択する出力データ選択部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の収音装置。
4. 複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、
   上記各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと上記各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力間の振幅スペクトルの比率の最頻値もしくは中央値を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部、
   上記目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部
   として機能させることを特徴とする収音プログラム。
5. 複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、
   上記各マイクロホンアレイの出力に対し、ビームフォーマによって目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ後の出力において、目的エリア音が全てのマイクロホンアレイに同時に到着するように、目的エリアと上記各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を補正するマイクロホンアレイ間遅延補正部、
   上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力に含まれる目的エリア音のパワーを全て同じ大きさにするために、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力のパワーの差の２乗を最も小さくする係数を算出し、補正係数とする目的エリア音パワー補正係数算出部、
   上記目的エリア音パワー補正係数算出部で算出した補正係数を用い、上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力を補正し、それぞれをスペクトル減算することで目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、その後抽出した非目的エリア音を上記各マイクロホンアレイのビームフォーマ出力からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出部
   として機能させることを特徴とする収音プログラム。

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