JP2020058085A - Sound pickup device - Google Patents

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Abstract

To provide a sound pickup device capable of achieving directional sound collection in a low range even when a reflection part is small.SOLUTION: The sound pickup device includes: a reflector that has a rotational paraboloid; and P microphones (P is any integer greater than or equal to 2). Defining that each of M and N is an integer of 1 or more, and P≥M+N, M microphones are placed near the focus position of the rotational paraboloid, and N microphones are placed near the center position of the surface on the focal side of the rotational paraboloid. The diameter of a circle formed by the ends of the rotational paraboloid is about twice the distance between the focus position of the rotational paraboloid and the center position of the surface of the rotational paraboloid.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複数のマイクロホンを立体的に配置して目的方向音(以下、ターゲット音ともいう)を収音する技術に関する。   The present invention relates to a technique for collecting a target direction sound (hereinafter, also referred to as a target sound) by arranging a plurality of microphones three-dimensionally.

回転放物面を有する反射部の焦点位置付近の複数の異なる位置に複数のマイクロホンを配置し、収音した信号に基づき、目的方向音のみを強調するようビームフォーミング処理を行う技術が知られている(特許文献1参照)。また、目的音源位置もしくは目的音源方向から各マイクロホンまでの伝達関数(アレイマニホールドベクトル)と、マイクロホンで受音された雑音信号の空間相関行列(雑音の空間相関行列)とから、ビームフォーミングフィルタの設計を行い、目的音源を強調し、雑音を抑圧する方法が知られている(非特許文献1参照)。さらに、特許文献1には、反射部の焦点位置付近に複数のマイクロホンを設置した装置に対し、目的音源からマイクロホンまでの伝達関数をあらかじめ測定しておき、これを用いてビームフォーミングのフィルタを設計することで、目的音源を反射部がないときよりも効率よく目的音源を強調できることが示されている。また、焦点位置付近に複数のマイクロホンを設置することで、反射部の正面方向(反射部の回転放物面の回転軸方向であって、開口している方向(焦点側の方向))だけでなく、正面方向からずれた方向に対しても指向性を形成することが可能となり、任意方向の音を強調することが可能である。   A technique is known in which a plurality of microphones are arranged at a plurality of different positions near a focal position of a reflector having a paraboloid of revolution, and a beamforming process is performed based on collected signals to emphasize only a target direction sound. (See Patent Document 1). Further, a beamforming filter is designed based on a transfer function (array manifold vector) from a target sound source position or a target sound source direction to each microphone and a spatial correlation matrix (noise spatial correlation matrix) of a noise signal received by the microphone. Is performed to enhance a target sound source and suppress noise (see Non-Patent Document 1). Further, in Patent Document 1, a transfer function from a target sound source to a microphone is measured in advance for an apparatus in which a plurality of microphones are installed near a focal position of a reflection unit, and a beamforming filter is designed using the transfer function. By doing so, it is shown that the target sound source can be more efficiently emphasized than when there is no reflective portion. In addition, by installing a plurality of microphones near the focal point, only the front direction of the reflector (the direction of the rotation axis of the paraboloid of revolution of the reflector and the direction of opening (the direction on the focal side)) Instead, it is possible to form directivity even in a direction deviated from the front direction, and it is possible to emphasize sound in an arbitrary direction.

特開2015−198411号公報JP 2015-198411 A

浅田太, 「音のアレイ信号処理−音源の定位・追跡と分離−」, コロナ社, 2011年.Futoshi Asada, "Sound Array Signal Processing-Localization / Tracking and Separation of Sound Sources", Corona, 2011.

特許文献1に示されたように反射部の焦点位置付近に複数のマイクロホンを設置した装置を用いてビームフォーミング収音することで、目的音の強調を行うシステムがある。
しかしながら、反射部が小さい場合、低音域で指向性集音ができないという課題がある。特に反射部の直径よりも音波の波長が長い場合に、その影響が顕著である。反射部の指向特性例は参考文献1で示されている。
(参考文献1)「集音マイクロホン」、[online]、[平成29年2月20日検索]、インターネット<URL: http://www.kobayasi-riken.or.jp/news/No118/118_3.htm>
There is a system that emphasizes a target sound by performing beamforming sound collection using a device in which a plurality of microphones are installed near a focal position of a reflection unit as disclosed in Patent Literature 1.
However, when the reflection part is small, there is a problem that directional sound collection cannot be performed in a low sound range. In particular, when the wavelength of the sound wave is longer than the diameter of the reflection part, the effect is remarkable. An example of the directivity characteristics of the reflecting section is shown in Reference 1.
(Reference 1) "Sound collection microphone", [online], [Searched on February 20, 2017], Internet <URL: http://www.kobayasi-riken.or.jp/news/No118/118_3. htm>

本発明は、反射部が小さい場合でも、低音域で指向性集音を実現することができる収音装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a sound collection device that can realize directional sound collection in a low sound range even when a reflection unit is small.

上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様によれば、収音装置は、収音装置を構成する回転放物面が小さい場合でも、回転放物面の直径よりも波長が長い信号を精度よく強調するためのものである。収音装置は、回転放物面を有する反射部と、Pを2以上の整数の何れかとし、P個のマイクロホンとを含み、M,Nをそれぞれ1以上の整数の何れかとし、P≧M+Nとし、M個のマイクロホンが回転放物面の焦点位置近辺に配置され、N個のマイクロホンが回転放物面の焦点側の表面の中心位置近辺に配置され、回転放物面の端部が形成する円の直径が、回転放物面の焦点位置と回転放物面の表面の中心位置との距離の略2倍である。   In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, even when the paraboloid of revolution constituting the sound pickup device is small, the wavelength is larger than the diameter of the paraboloid of revolution. This is for accurately emphasizing a long signal. The sound pickup device includes a reflector having a paraboloid of revolution, P is any integer of 2 or more, includes P microphones, M and N are each an integer of 1 or more, and P ≧ M + N, M microphones are arranged near the focal point of the paraboloid of revolution, N microphones are arranged near the center of the focal side surface of the paraboloid of revolution, and the end of the paraboloid of revolution The diameter of the circle formed by the portion is approximately twice the distance between the focal position of the paraboloid of revolution and the center position of the surface of the paraboloid of revolution.

本発明によれば、従来よりも小さい反射部を用いて低音域で従来と同程度の指向性集音を実現することができる、または、従来と同程度の大きさの反射部を用いて従来よりも低音域で指向性集音を実現することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to achieve the same level of directivity sound collection as in the past using a smaller reflector than before, or to use a reflector that is about the same size as the conventional There is an effect that directional sound collection can be realized in a lower sound range than that.

マイクロホンの配置例を示す正面図。FIG. 3 is a front view showing an example of microphone arrangement. マイクロホンの配置例を示す側面図。FIG. 4 is a side view showing an example of microphone arrangement. マイクロホンの配置例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an example of microphone arrangement. リフレクターの効果を説明するための図。The figure for demonstrating the effect of a reflector. 目的音源を効率よく強調するためのマイクロホン配置について説明するための図。The figure for demonstrating the microphone arrangement | positioning for enhancing a target sound source efficiently. パラボラ型リフレクターとマイクロホンの配置例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of arrangement | positioning of a parabolic reflector and a microphone. 従来技術の収音装置の感度特性を示す図。The figure which shows the sensitivity characteristic of the sound collection device of a prior art. 第一実施形態に係る収音装置の感度特性を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating sensitivity characteristics of the sound collection device according to the first embodiment. 第一実施形態に係る収音装置の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the sound collection device according to the first embodiment. 第一実施形態に係る収音装置の処理フローの例を示す図。The figure showing the example of the processing flow of the sound collection device concerning a first embodiment. マイクロホンの配置例1を示す図。The figure which shows the example 1 of a microphone arrangement. パラボラ型リフレクターに対するマイクロホンの配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the microphone with respect to a parabolic reflector. マイクロホンの配置例2を示す図。The figure which shows the example 2 of a microphone arrangement. パラボラ型リフレクターに対するマイクロホンの配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the microphone with respect to a parabolic reflector. 第二実施形態のパラボラ型リフレクターに対するマイクロホンの配置の外観の例を示す図。The figure which shows the example of the external appearance of arrangement | positioning of the microphone with respect to the parabolic reflector of 2nd Embodiment. 第三実施形態のパラボラ型リフレクターに対するマイクロホンの配置の外観の例を示す図。The figure which shows the example of the external appearance of arrangement | positioning of the microphone with respect to the parabolic reflector of 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行うステップには同一の符号を記し、重複説明を省略する。以下の説明において、ベクトルや行列の各要素単位で行われる処理は、特に断りが無い限り、そのベクトルやその行列の全ての要素に対して適用されるものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings used in the following description, components having the same functions and steps for performing the same processing are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the following description, the processing performed for each element of a vector or matrix is applied to all elements of the vector or matrix unless otherwise specified.

<第一実施形態のポイント>
本実施形態では、マイクロホンを立体的に配置することで、マイクロホン間の音の到達時間差が発生する。この時間差(位相差)を利用して指向性の向上を図る。このような構成とすることで、奥にあるマイクロホン20−nと手前にあるマイクロホン20−mの距離に半波長分が入る周波数までは集音可能となる。
<Points of the first embodiment>
In the present embodiment, by arranging the microphones three-dimensionally, a sound arrival time difference between the microphones occurs. The directivity is improved using this time difference (phase difference). With such a configuration, sound can be collected up to a frequency at which a half wavelength is included in the distance between the microphone 20-n at the back and the microphone 20-m at the front.

特許文献1に示されたようパラボラ型リフレクターの焦点位置近辺に平面的にマイクロホンを複数配置し、目的方向音を強調する手法はある。しかしながら、本実施形態で提案するような、焦点位置近辺だけでなく、焦点から離れたパラボラの底の部分にも配置して目的方向音を集音する方法は提案されていない。   As shown in Patent Literature 1, there is a method of arranging a plurality of microphones in the vicinity of a focal position of a parabolic reflector in a planar manner to emphasize a target direction sound. However, there has not been proposed a method of collecting sound in the target direction by arranging it not only near the focal position but also at the bottom of the parabola away from the focal point, as proposed in the present embodiment.

本実施形態では、回転放物面を有する反射部(以下、パラボラ型リフレクターともいう)10の焦点位置付近に加え、パラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置にマイクロホン20−nを配置する。図1、図2、3は、それぞれマイクロホンの配置例を示す正面図、側面図、斜視図である。このような構成により、パラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に配置したマイクロホン20−mでは検知できない低域の位相差を精度良く推定できるとともに、目的方向音の低音域の指向性集音を実現する。   In the present embodiment, the microphone 20-n is disposed near the focal point of the reflector (hereinafter also referred to as a parabolic reflector) 10 having a paraboloid of revolution, and at the center of the focal-side surface of the parabolic reflector 10. . 1, 2, and 3 are a front view, a side view, and a perspective view, respectively, illustrating an arrangement example of microphones. With such a configuration, it is possible to accurately estimate a low-frequency phase difference that cannot be detected by the microphone 20-m disposed near the focal position of the parabolic reflector 10, and to achieve directional sound collection in a low-frequency range of the target direction sound. .

本実施形態では、パラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺にM個のマイクロホン20−mを配置する。さらに、パラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺にN個のマイクロホン20−nを配置する。以下、マイクロホン20−mを焦点マイク20−m、マイクロホン20−nを底面マイク20−nともいう。m=1m,2m,…,Mm、n=1n,2n,…,Nnである。下付き添え字m,nはそれぞれ焦点マイク、底面マイクであることを示すインデックスである。このような構成により、低音域も含めた指向性集音を可能にする。 In the present embodiment, M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10. Further, N microphones 20-n are arranged near the center position of the focal-side surface of the parabolic reflector 10. Hereinafter, the microphone 20-m is also called a focus microphone 20-m, and the microphone 20-n is also called a bottom microphone 20-n. m = 1 m, 2 m, ..., M m, n = 1 n, 2 n, ..., a N n. Subscripts m and n are indices indicating the focus microphone and the bottom microphone, respectively. With such a configuration, it is possible to collect directional sound including the bass range.

従来のパラボラ型リフレクターは、その直径よりも波長が長い周波数において、顕著にリフレクターの効果が低くなる。リフレクターの効果とは、リフレクターの焦点位置近辺にマイクロホンを設置した場合に、リフレクターの正面方向に近い角度に鋭い指向性が形成されることである。   In the conventional parabolic reflector, the effect of the reflector is significantly reduced at a frequency whose wavelength is longer than its diameter. The effect of the reflector is that when a microphone is installed near the focal point of the reflector, sharp directivity is formed at an angle close to the front direction of the reflector.

リフレクターの直径よりも波長が短い周波数では、音の到来方向によって音がある一点に集中し、その点だけ音圧が高くなる。つまり、リフレクターの効果が高い。図4にその様子を示す。リフレクターの正面方向から到来した音は、リフレクターにより反射され、リフレクターの焦点(A点)に集まり、リフレクターの焦点の音圧が高くなる。また、リフレクターの正面から少しずれた方向から到来した音は、リフレクターにより反射され、リフレクターの焦点から少しずれたB点に集まり、B点の音圧が高くなる。このように音の到来方向によって、音圧の高くなる点が異なるので、焦点位置近辺に設置された複数のマイクロホンで観測される音には、音の到来方向によって大きな振幅差が発生する。この振幅差の情報を主に利用してビームフォーミング処理を行うことで、任意方向の音を強調した集音を実現することができる。   At frequencies where the wavelength is shorter than the diameter of the reflector, the sound concentrates on a certain point depending on the direction of arrival of the sound, and the sound pressure increases at that point. That is, the effect of the reflector is high. FIG. 4 shows this state. The sound arriving from the front of the reflector is reflected by the reflector and collected at the focal point (point A) of the reflector, so that the sound pressure at the focal point of the reflector increases. Also, sound arriving from a direction slightly deviated from the front of the reflector is reflected by the reflector and gathers at a point B slightly deviated from the focal point of the reflector, so that the sound pressure at the point B increases. Since the point at which the sound pressure increases depends on the direction of arrival of the sound, a large amplitude difference occurs between the sounds observed by the plurality of microphones installed near the focal point depending on the direction of arrival of the sound. By performing beam forming processing mainly using the information of the amplitude difference, it is possible to realize sound collection in which sound in an arbitrary direction is emphasized.

しかし、リフレクターの直径よりも波長が長い周波数においては顕著にリフレクターの効果が低くなる。そのため、リフレクターの焦点位置近辺に設置された複数のマイクロホンでは、音の到来方向による振幅差が(リフレクターの直径よりも波長が短い周波数の場合と比べて)小さくなる。さらに、マイクロホンは焦点位置近辺に集中して設置されているため音の到来方向による位相差も小さい。このため、ビームフォーミング処理を行っても鋭い指向特性を形成することができない。   However, at frequencies where the wavelength is longer than the diameter of the reflector, the effect of the reflector is significantly reduced. Therefore, in a plurality of microphones installed near the focal position of the reflector, the amplitude difference due to the direction of sound arrival becomes smaller (compared to the case where the wavelength is shorter than the diameter of the reflector). Further, since the microphones are concentrated near the focal point, the phase difference due to the sound arrival direction is small. For this reason, a sharp directional characteristic cannot be formed even if the beam forming process is performed.

本実施形態では、リフレクターの直径よりも波長が長い周波数に対し、リフレクターの反射を用いなくても鋭い指向特性が形成できるようにマイクロホンの配置に工夫をする。また、コストの観点からはマイクロホンはなるべく少ないほうが良いので、追加するマイクロホン(底面マイクロホン)は、なるべく少ないことが望ましい。   In the present embodiment, the arrangement of the microphone is devised so that a sharp directional characteristic can be formed without using reflection of the reflector for a frequency having a wavelength longer than the diameter of the reflector. Further, from the viewpoint of cost, it is better that the number of microphones is as small as possible. Therefore, it is desirable that the number of additional microphones (bottom microphones) be as small as possible.

まず、目的音源を効率よく強調するためのマイクロホン配置について説明する。図5に示すように2つのマイクロホンの位置を通る直線上に目的音源がある場合に目的音源を効率よく強調することができる。2つのマイクロホンを使ったビームフォーミングで形成される指向特性は、マイクロホンを通る線を軸として対称な形となるので、軸方向が強調したい方向であれば、1方向だけ強調される方向ができる。これに対し、軸方向以外が強調したい方向であれば、強調したい方向以外(軸との角度が同じ方向(軸に対して線対称となる方向))にも同じ感度を有する方向が存在する。このように、マイクロホンを通る直
線上に目的音源があるようなマイクロホン配置とすると効率よく目的音を強調することができる。また、マイクロホン間隔は、非特許文献1に記載のある通り、空間折り返しひずみが発生しない、対象周波数の半波長よりも狭い間隔であることが望ましく、位相差を観測しやすいように、なるべく間隔が広いほうが良い。すなわち、対象周波数の半波長程度の間隔が望ましい。
First, a microphone arrangement for efficiently emphasizing a target sound source will be described. As shown in FIG. 5, when the target sound source is on a straight line passing through the positions of the two microphones, the target sound source can be efficiently emphasized. Since the directional characteristics formed by beamforming using two microphones are symmetrical with respect to a line passing through the microphones, if the axial direction is to be enhanced, only one direction can be enhanced. On the other hand, if the direction other than the axial direction is a direction to be emphasized, there is a direction having the same sensitivity in a direction other than the direction to be emphasized (a direction having the same angle with the axis (a direction symmetric with respect to the axis)). As described above, when the microphones are arranged such that the target sound source is located on a straight line passing through the microphone, the target sound can be efficiently emphasized. Further, as described in Non-Patent Document 1, the microphone interval is preferably smaller than a half wavelength of the target frequency where spatial aliasing distortion does not occur, and the interval is preferably as small as possible so that the phase difference can be easily observed. Wider is better. That is, an interval of about a half wavelength of the target frequency is desirable.

本実施形態では、図6に示すようにパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺にマイクロホン20−mを1個以上(図6の例では3個)設置し、パラボラ型リフレクターの焦点側の表面の中心位置にマイクロホン20−nを1個設置することで、パラボラ型リフレクター10の直径よりも波長の長い周波数に対しては、パラボラ型リフレクター10の表面の中心に設置したマイクロホン20−nと、焦点位置近辺のマイクロホン20−mとの間の音の到来時間差(位相差)を主に活用して、ビームフォーミング処理を行い、目的音を効率よく強調する。例えば、パラボラ型リフレクター10の正面方向(図6の実線)が目的音方向の場合には、D点に設置されたマイクロホン20−nとA点に設置されたマイクロホン20−1の2本を主に用いてビームフォーミングをする。正面からずれた方向(図6の破線)が目的音方向の場合には、D点に設置されたマイクロホン20−nとC点に設置されたマイクロホン20−3の2本を主に用いてビームフォーミングをする。このように、パラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に加え、パラボラ型リフレクター10の表面の中心位置にマイクロホン20−nを1個設置することで、パラボラ型リフレクター10の直径よりも波長の長い周波数に対して、位相差を主に使ったビームフォーミングにより効率よく目的音方向に指向性を形成することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, one or more (three in the example of FIG. 6) microphones 20-m are installed near the focal position of the parabolic reflector 10, and the center of the focal-side surface of the parabolic reflector 10 is set. By installing one microphone 20-n at the position, for a frequency having a wavelength longer than the diameter of the parabolic reflector 10, the microphone 20-n disposed at the center of the surface of the parabolic reflector 10 and the focal position Beamforming processing is performed by mainly utilizing the arrival time difference (phase difference) of the sound with the nearby microphone 20-m to efficiently emphasize the target sound. For example, if the front direction of the parabolic reflector 10 (solid line in FIG. 6) of the target sound direction, two of the installed microphone 20-1 m to the microphone 20-n and the point A, which is installed in the point D Mainly used for beamforming. If a direction deviated from the front (dashed line in FIG. 6) of the target sound direction, mainly using two of the installed microphone 20-3 m to the microphone 20-n and the point C which is installed in the point D Perform beamforming. As described above, in addition to the vicinity of the focal position of the parabolic reflector 10, by installing one microphone 20-n at the center position of the surface of the parabolic reflector 10, a frequency longer than the diameter of the parabolic reflector 10 can be obtained. On the other hand, directivity can be efficiently formed in a target sound direction by beamforming mainly using a phase difference.

また、マイクロホン間隔は、対象周波数の半波長が望ましいことから、パラボラ型リフレクター10の焦点(A点)から、パラボラ表面の中心までの距離は、パラボラ型リフレクター10の直径の0.25〜1倍程度であり、特に半分程度となることが望ましい。このようにパラボラ型リフレクター10の形状を設計するとよい。   Since the microphone interval is desirably a half wavelength of the target frequency, the distance from the focal point (point A) of the parabolic reflector 10 to the center of the parabolic surface is about 0.25 to 1 times the diameter of the parabolic reflector 10. Yes, especially about half is desirable. Thus, the shape of the parabolic reflector 10 may be designed.

実際に指向性形成を行った例を示す。図7は、直径30cmのパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺にのみマイクロホン20−mを設置し0度方向を強調するようにビームフォーミングしたときの、各方向に対する感度特性である。図8は、直径30cmのパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺とパラボラ型リフレクター10表面の中心位置にマイクロホン20−m、20−nを設置し0度方向を強調するようにビームフォーミングしたときの、各方向に対する感度特性である。直径30cmよりも波長の長い1kHzでの結果を見ると、焦点位置近辺にのみマイクロホン20−mを設置した場合の0度方向
と80度方向の感度差が10dBであるのに対し、パラボラ型リフレクター10表面の中心位置にもマイクロホン20−nを設置した場合では、感度差が15dBと大きくなっているのが分かる。このようにパラボラ型リフレクター10表面の中心位置にもマイクロホン20−nを設置することで、パラボラ型リフレクター10の直径よりも波長の長い周波数に対して、より鋭い指向性を形成することが可能となる。
An example in which the directivity is actually formed is shown. FIG. 7 shows sensitivity characteristics in each direction when the microphone 20-m is installed only near the focal position of the parabolic reflector 10 having a diameter of 30 cm and beamforming is performed so as to emphasize the 0-degree direction. FIG. 8 shows microphones 20-m and 20-n installed near the focal point of the parabolic reflector 10 having a diameter of 30 cm and the center position of the surface of the parabolic reflector 10 when beamforming is performed so as to emphasize the 0-degree direction. This is a sensitivity characteristic in each direction. Looking at the result at 1 kHz where the wavelength is longer than the diameter of 30 cm, the sensitivity difference between the 0 degree direction and the 80 degree direction when the microphone 20-m is installed only near the focal position is 10 dB, whereas the parabolic reflector is It can be seen that the sensitivity difference is as large as 15 dB when the microphone 20-n is also installed at the center of the surface of the surface 10. By arranging the microphone 20-n also at the center position of the surface of the parabolic reflector 10, it is possible to form a sharper directivity for a frequency having a wavelength longer than the diameter of the parabolic reflector 10. Become.

<第一実施形態に係る収音装置100>
第一実施形態に係る収音装置100の機能ブロック図および処理フローを図9と図10に示す。
収音装置100は、P個のマイクロホン20−p及びパラボラ型リフレクター10とを含み、さらに、CPUと、RAMと、以下の処理を実行するためのプログラムを記録したROMを備えたコンピュータとを含む。このコンピュータは、機能的には次に示すように構成されている。収音装置100は、AD変換部120、周波数領域変換部130、フィルタリング部160、時間領域変換部170、フィルタ計算部150、伝達特性記憶部140を含む。
<Sound collection device 100 according to first embodiment>
9 and 10 show a functional block diagram and a processing flow of the sound collection device 100 according to the first embodiment.
The sound pickup device 100 includes P microphones 20-p and the parabolic reflector 10, and further includes a CPU, a RAM, and a computer including a ROM recording a program for executing the following processing. . This computer is functionally configured as follows. The sound collection device 100 includes an AD conversion unit 120, a frequency domain conversion unit 130, a filtering unit 160, a time domain conversion unit 170, a filter calculation unit 150, and a transfer characteristic storage unit 140.

<パラボラ型リフレクター10>
パラボラ型リフレクター10は、回転放物面を有する。回転放物面は音波を反射可能な形状、材質、大きさであり、焦点を形成する。この実施形態では、パラボラ型リフレクター10は、回転放物面を有する剛体である。回転放物面の縁が成す円形の直径は、扱う波長幅の中で最大の波長幅の0.25〜1倍程度以上であり、特に、半波長(0.5倍)程度以上であることが望ましい。例えば、音波の波長で扱う波長幅が0.01〜1mの場合、回転放物面の縁が成す円形の直径が0.5m程度以上であることが望ましい。パラボラ型リフレクター10の材質は、音波を反射しやすいもの(言い換えると、反射係数の高い材質)が望ましく、硬い素材が良い。そこで、本実施形態では、硬くて面積のあるパラボラ形状の剛体をパラボラ型リフレクター10として用いた。
<Parabolic reflector 10>
The parabolic reflector 10 has a paraboloid of revolution. The paraboloid of revolution has a shape, a material, and a size capable of reflecting a sound wave, and forms a focal point. In this embodiment, the parabolic reflector 10 is a rigid body having a paraboloid of revolution. The diameter of the circle formed by the edge of the paraboloid of revolution is about 0.25 to 1 or more times the largest wavelength width among the wavelength widths to be handled, and particularly preferably about half a wavelength (0.5 times) or more. For example, when the wavelength width handled by the wavelength of the sound wave is 0.01 to 1 m, it is desirable that the diameter of the circle formed by the edge of the paraboloid of revolution is about 0.5 m or more. The material of the parabolic reflector 10 is desirably a material that easily reflects sound waves (in other words, a material having a high reflection coefficient), and is preferably a hard material. Therefore, in the present embodiment, a parabolic shaped rigid body having a hard and large area is used as the parabolic reflector 10.

<マイクロホン20−p>
P個のマイクロホン20−pを用いて収音し(s1)、アナログ信号(収音信号)をAD変換部120に出力する。なお、P個のマイクロホン20−pのうち、M個のマイクロホン20−mはパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に配置され、N個のマイクロホン20−nはパラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺に配置される。ただし、Pは2以上の整数の何れかであり、M,Nはそれぞれ1以上の整数の何れかであり、P=M+Nであり、p=1,2,…,Pであり、m=1m,2m,…,Mm、n=1n,2n,…,Nnである。マイクロホン20−mとマイクロホン20−m’とは、パラボラ型リフレクター10が形成する焦点位置近辺の、異なる位置に配置される。ここでは、m’は1,2,…,Mの何れかであり、m≠m’である。また、例えば、マイクロホン20−nとマイクロホン20−n’とは、パラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺の、異なる位置に配置される。ここでは、n’は1,2,…,Nの何れかであり、n≠n’である。
<Microphone 20-p>
Sound is collected using the P microphones 20-p (s1), and an analog signal (sound pickup signal) is output to the AD converter 120. Note that, among the P microphones 20-p, the M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and the N microphones 20-n are disposed on the focal-side surface of the parabolic reflector 10. It is arranged near the center position. However, P is any integer of 2 or more, M and N are each any integers of 1 or more, P = M + N, p = 1,2, ..., P, and m = 1 m, 2 m, ... , M m, n = 1 n, 2 n, ..., a n n. The microphone 20-m and the microphone 20-m 'are arranged at different positions near the focal position formed by the parabolic reflector 10. Here, m ′ is one of 1, 2,..., M, and m ≠ m ′. Further, for example, the microphone 20-n and the microphone 20-n 'are arranged at different positions near the center position of the focal-side surface of the parabolic reflector 10. Here, n ′ is one of 1, 2,..., N, and n ≠ n ′.

<パラボラ型リフレクター10に対するマイクロホン20−pの位置>
雑音の空間相関行列Rの行列式det(R)が最大化されるようにP個のマイクロホン20−pを配置すればよい。ただし、雑音の空間相関行列R(ω)は次式のように、雑音の伝達特性b k(ω)のみを用いて計算される(非特許文献1参照)。

Figure 2020058085
<Position of microphone 20-p with respect to parabolic reflector 10>
P microphones 20-p may be arranged such that the determinant det (R) of the noise spatial correlation matrix R is maximized. However, the spatial correlation matrix R (ω) of the noise is calculated using only the transfer characteristic b k (ω) of the noise as in the following equation (see Non-Patent Document 1).
Figure 2020058085

SN比を高めるためにP個のマイクロホン20−pを配置する。このとき、M個のマイクロホン20−mを焦点位置近辺に配置する。また、チャネル間相関が低くなるように、M個のマイクロホン20−mを異なる位置に配置する。例えば、特許文献1に記載されているように、M個のマイクロホン20−mで電気信号に変換される音波の間の相関が低くなるように、M個のマイクロホン20−mを配置すればよい。さらに、N個のマイクロホン20−nをパラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺に配置する。 P microphones 20-p are arranged to increase the SN ratio. At this time, the M microphones 20-m are arranged near the focal position. Further, the M microphones 20-m are arranged at different positions so that the inter-channel correlation is low. For example, as described in Patent Literature 1, the M microphones 20-m may be arranged so that the correlation between sound waves converted into electric signals by the M microphones 20-m is low. . Further, N microphones 20-n are arranged near the center position of the focal-side surface of the parabolic reflector 10.

(配置例1)
マイクロホンの配置の条件については図11に示す。パラボラ型リフレクター10の中心軸の方向を座標軸yとして記載する。パラボラ型リフレクター10の中心軸とパラボラ型リフレクター10の回転放物面との交点を通り、パラボラ型リフレクター10の中心軸と直交する平面をy=H1とする。またパラボラ型リフレクター10の焦点位置を通過し、かつパラボラ型リフレクター10の中心軸と直交する平面をy=H2とする。ただし、図11において、焦点から見てパラボラ型リフレクター10の方向をy軸における正方向とすると、H1>H2である。
(Arrangement example 1)
FIG. 11 shows the conditions for microphone arrangement. The direction of the central axis of the parabolic reflector 10 is described as a coordinate axis y. A plane passing through the intersection of the central axis of the parabolic reflector 10 and the paraboloid of revolution of the parabolic reflector 10 and orthogonal to the central axis of the parabolic reflector 10 is defined as y = H1. A plane passing through the focal position of the parabolic reflector 10 and orthogonal to the central axis of the parabolic reflector 10 is defined as y = H2. However, in FIG. 11, if the direction of the parabolic reflector 10 as viewed from the focal point is the positive direction on the y-axis, then H1> H2.

本配置例では、以下を満たすようにマイクロホン20−pを配置する。   In this arrangement example, the microphones 20-p are arranged so as to satisfy the following.

マイクロホン20−mを、y=H2平面上かつ焦点位置から半径r2の領域(図11の斜線の領域、正面から見ると円形の領域)内に任意に配置する。ただし半径r2はパラボラ型リフレクター10の半径r1以下とする。例えば、図11の斜線の領域が上述の「焦点位置近辺」に相当する。なお、「焦点位置近辺」との表現は焦点位置自体を含み、マイクロホン20−mを焦点位置に配置してもよい。   The microphone 20-m is arbitrarily arranged in a region on the y = H2 plane and at a radius r2 from the focal position (a hatched region in FIG. 11, a circular region when viewed from the front). However, the radius r2 is set to be equal to or less than the radius r1 of the parabolic reflector 10. For example, the shaded area in FIG. 11 corresponds to the above-described “near the focal position”. The expression “near the focal position” includes the focal position itself, and the microphone 20-m may be arranged at the focal position.

y=H2平面からy=H1平面に向かって距離Dだけ離れた平面をy=H2+D(ただしH1>H2+D)としたときに、マイクロホン20−nをパラボラ型リフレクター10の内側かつy=H1平面とy=H2+D平面で挟まれた領域内(図11の梨地の領域)にN個のマイクロホン20−nを任意に配置する。例えば、図11の梨地の領域がパラボラ型リフレクター10の「焦点側の表面の中心位置近辺」に相当する。ただし、パラボラ型リフレクター10の縁を通過し、かつパラボラ型リフレクター10の中心軸と直交する平面(パラボラの縁を通過する平面が複数定義できる場合はもっともy=H1平面に近い平面)をy=H3平面としたときに、平面y=H2+Dが平面y=H1と平面y=H3との間に位置するように(H3≦H2+D<H1となるように)距離Dを設定する。このように距離Dを設定することで、N個のマイクロホン20−nは、平面y=H2+Dとパラボラ型リフレクター10の焦点側の表面との間に配置される。また、距離Dはパラボラ型リフレクター10の直径の0.25〜1倍であり、特に0.5倍程度が良い。   When a plane separated by a distance D from the y = H2 plane toward the y = H1 plane is defined as y = H2 + D (where H1> H2 + D), the microphone 20-n is positioned inside the parabolic reflector 10 and y = H1. N microphones 20-n are arbitrarily arranged in a region (the matte region in FIG. 11) sandwiched between the plane and the y = H2 + D plane. For example, the satin area in FIG. 11 corresponds to “near the center position of the focal-side surface” of the parabolic reflector 10. However, the plane passing through the edge of the parabolic reflector 10 and orthogonal to the central axis of the parabolic reflector 10 (the plane closest to the y = H1 plane when a plurality of planes passing through the parabolic edge can be defined) is defined as y = When the plane is H3, the distance D is set so that the plane y = H2 + D is located between the plane y = H1 and the plane y = H3 (H3 ≦ H2 + D <H1). By setting the distance D in this manner, the N microphones 20-n are arranged between the plane y = H2 + D and the focal-side surface of the parabolic reflector 10. The distance D is 0.25 to 1 times the diameter of the parabolic reflector 10, and is preferably about 0.5 times.

図12は、パラボラ型リフレクター10に対するマイクロホン20−pの配置例を示す。   FIG. 12 shows an arrangement example of the microphones 20-p with respect to the parabolic reflector 10.

この実施形態では、マイクロホン20−mは、パラボラ型リフレクター10に到来する波を遮りにくい形状の支持部191で支持されている。   In this embodiment, the microphone 20-m is supported by a support 191 having a shape that does not easily block waves arriving at the parabolic reflector 10.

図12では、支持部191は、パラボラ型リフレクター10が形成する焦点位置近辺に位置する平面y=H2を含む構造物であって、その面にはM個のマイクロホン20−mを保持するための空孔が複数形成される。例えば、M'(M'>M)個の空孔が形成されており、各マイクロホン20−mをM'個の空孔の何れかに埋め込む。この実施形態では、支持部191は、網状部材191Aと支持部材191Bとを含む。支持部材191Bは、パラボラ形状のパラボラ型リフレクター10の底を頭頂点とする正四角錐の、頭頂点から伸びる各辺を形成する棒状の構造物である。正四角錐の底面と同一平面状に網状の網状部材191Aを備える。支持部材191Bは、パラボラ型リフレクター10と網状部材191Aとを結合し、パラボラ型リフレクター10に対して網状部材191Aを固定する。網状部材191Aは、パラボラ型リフレクター10が形成する焦点位置近辺に位置する面を含む構造物である。さらに、網状部材191Aにはマイクロホン20−mを保持するための空孔が複数形成されている。言い換えると、網状の網状部材191Aの網の目の何れかにM個のマイクロホン20−mを埋め込むことができる。   In FIG. 12, the support portion 191 is a structure including a plane y = H2 located near the focal position formed by the parabolic reflector 10, and has a surface for holding M microphones 20-m. A plurality of holes are formed. For example, M ′ (M ′> M) holes are formed, and each microphone 20-m is embedded in any of the M ′ holes. In this embodiment, the support 191 includes a mesh member 191A and a support member 191B. The support member 191B is a rod-shaped structure that forms each side extending from the top of the square pyramid whose top is the bottom of the parabolic reflector 10 having a parabolic shape. A net-like mesh member 191A is provided on the same plane as the bottom surface of the regular quadrangular pyramid. The support member 191B couples the parabolic reflector 10 and the mesh member 191A, and fixes the mesh member 191A to the parabolic reflector 10. The mesh member 191A is a structure including a surface located near a focal position formed by the parabolic reflector 10. Further, the mesh member 191A has a plurality of holes for holding the microphone 20-m. In other words, the M microphones 20-m can be embedded in any of the meshes of the mesh-like mesh member 191A.

マイクロホン20−nは、パラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置(底)近辺、この例では、支持部材191Bの固定部材上に配置される。   The microphone 20-n is disposed near the center position (bottom) of the surface on the focal side of the parabolic reflector 10, in this example, on a fixing member of the support member 191B.

(配置例2)
他のマイクロホンの配置の条件については図13に示す。本配置例では、以下を満たすようにマイクロホン20−pを配置する。
マイクロホン20−mを焦点位置から半径r2以内の領域(図13の斜線部分、球状)内の任意の位置に配置する。例えば、図13の斜線の領域が焦点位置近辺に相当する。
(Arrangement example 2)
FIG. 13 shows other microphone arrangement conditions. In this arrangement example, the microphones 20-p are arranged so as to satisfy the following.
The microphone 20-m is arranged at an arbitrary position in a region (shaded area in FIG. 13, spherical) within a radius r2 from the focal position. For example, the shaded area in FIG. 13 corresponds to the vicinity of the focal position.

マイクロホン20−nをパラボラ型リフレクター10の内側かつy=H1とy=H3の平面に挟まれた領域(パラボラ型リフレクター10の形成する三次元空間)で、かつ焦点の位置から距離D以上離れた領域(図13の梨地部分)内に任意に配置する。ただし、r2はパラボラ型リフレクター10の半径r1の1/4程度のサイズとする。距離Dはパラボラの直径の半分程度とする。   The microphone 20-n is located inside the parabolic reflector 10 and in a region (three-dimensional space formed by the parabolic reflector 10) between the planes of y = H1 and y = H3, and is separated from the focal point by a distance D or more. Arrange them arbitrarily in the area (the satin portion in FIG. 13). However, r2 is a size of about 1/4 of the radius r1 of the parabolic reflector 10. The distance D is about half the diameter of the parabola.

図14では、支持部191は、パラボラ型リフレクター10とマイクロホン20−mとを結合する棒状の構造物である。   In FIG. 14, the support portion 191 is a rod-shaped structure that couples the parabolic reflector 10 and the microphone 20-m.

支持部191の形状は、上述のものに限られず、パラボラ型リフレクター10に到来する波を遮りにくい形状であって、マイクロホン20−mを支持できる形状であればどのようなものであってもよい。マイクロホン20−mは、支持部191に支持され、焦点位置近辺に配置される。   The shape of the support portion 191 is not limited to the above-described shape, and may be any shape as long as it is difficult to block the wave arriving at the parabolic reflector 10 and can support the microphone 20-m. . The microphone 20-m is supported by the support 191 and is arranged near the focal position.

<AD変換部120>
AD変換部120が、P個のマイクロホン20−pで収音されたP個のアナログ信号をディジタル信号x(t)=[x1(t),…,xP(t)]Tへ変換し、(s2)、周波数領域変換部130に出力する。tは離散時間のインデックスを表す。
<AD converter 120>
The AD converter 120 converts the P analog signals collected by the P microphones 20-p into digital signals x (t) = [x 1 (t),..., X P (t)] T. (S2), and outputs the result to the frequency domain transform unit 130. t represents a discrete time index.

<周波数領域変換部130>
周波数領域変換部130は、まず、AD変換部120が出力したディジタル信号x(t)=[x1(t),…,xP(t)]Tを入力とし、チャネルごとにQサンプルをバッファに貯めてフレーム単位のディジタル信号x(τ)=[x 1(τ),…,x P(τ)]Tを生成する。τはフレーム番号のインデックスである。x p(τ)=[xp((τ-1)Q+1),…,xp(τQ)](1≦p≦P)である。Qはサンプリング周波数にもよるが、48kHzサンプリングの場合には2048点あたりが妥当である。次に、周波数領域変換部130は、各フレームのディジタル信号x(τ)を周波数領域の信号X(ω,τ)=[X1(ω,τ),…,XP(ω,τ)]Tに変換し(s3)、出力する。ωは離散周波数のインデックスである。時間領域信号を周波数領域信号に変換する方法の一つに高速離散フーリエ変換があるが、これに限定されず、周波数領域信号に変換する他の方法を用いてもよい。周波数領域信号X(ω,τ)は、各周波数ω、フレームτごとに出力される。
<Frequency domain transforming section 130>
The frequency domain conversion unit 130 receives the digital signal x (t) = [x 1 (t),..., X P (t)] T output from the AD conversion unit 120, and outputs Q samples for each channel. It is stored in a buffer and generates a digital signal x (τ) = [x 1 (τ),..., X P (τ)] T in frame units. τ is the index of the frame number. x p (τ) = [x p ((τ−1) Q + 1),..., x p (τQ)] (1 ≦ p ≦ P). Q depends on the sampling frequency, but in the case of 48 kHz sampling, around 2048 points is appropriate. Next, the frequency domain conversion unit 130 converts the digital signal x (τ) of each frame into a frequency domain signal X (ω, τ) = [X 1 (ω, τ),..., X P (ω, τ) )] Convert to T (s3) and output. ω is an index of a discrete frequency. One of the methods for converting a time-domain signal into a frequency-domain signal is a fast discrete Fourier transform, but is not limited thereto, and another method for converting into a frequency-domain signal may be used. The frequency domain signal X (ω, τ) is output for each frequency ω and each frame τ.

<伝達特性記憶部140>
伝達特性記憶部140は、予め収音装置100を使って測定された伝達特性A(ω)=[a(ω),b 1(ω),…,b K(ω)]を記憶しておく。a(ω)=[a1(ω),…,aP(ω)]Tを、ターゲット音とP本のマイクロホンとの間の周波数ωでの伝達特性、換言すれば、a(ω)=[a1(ω),…,aP(ω)]Tは、マイクロホンアレイに含まれる各マイクロホンへのターゲット音の周波数ωでの伝達特性とする。k=1,2,…,Kであり、Kは雑音の個数であり、bk (ω)=[bk1(ω),…,bkP(ω)]Tを、雑音kとP本のマイクロホンとの間の周波数ωでの伝達特性、換言すれば、bk (ω)=[bk1(ω),…,bkP(ω)]Tは、マイクロホンアレイに含まれる各マイクロホンへの雑音kの周波数ωでの伝達特性とする。なお、伝達特性A(ω)は、事前測定によらず、理論式やシミュレーションにより事前に用意してもよい。
<Transfer characteristic storage unit 140>
The transfer characteristic storage unit 140 stores the transfer characteristics A (ω) = [a (ω), b 1 (ω),..., B K (ω)] measured in advance using the sound collection device 100. Remember. a (ω) = [a 1 (ω), ..., a P (ω)] T is the transfer characteristic at the frequency ω between the target sound and the P microphones, in other words, a (ω ) = [A 1 (ω),..., A P (ω)] T is the transfer characteristic of the target sound to each microphone included in the microphone array at the frequency ω. k = 1,2, ..., is a K, K is the number of noise, b k → (ω) = [b k1 (ω), ..., b kP (ω)] and T, noise k and P this The transfer characteristic at the frequency ω between the microphone and the other microphones, that is, b k (ω) = [b k1 (ω),..., B kP (ω)] T is transmitted to each microphone included in the microphone array. Of the noise k at the frequency ω. Note that the transfer characteristic A (ω) may be prepared in advance by a theoretical formula or a simulation, instead of performing the preliminary measurement.

<フィルタ計算部150>
フィルタ計算部150は、伝達特性記憶部140から伝達特性A(ω)を取り出し、フィルタW(ω)を計算し、フィルタリング部160に出力する。例えば、特定の位置または方向からの音響信号を抑圧する信号処理に用いるフィルタW(ω)を計算する。
<Filter calculation unit 150>
The filter calculation unit 150 extracts the transfer characteristic A (ω) from the transfer characteristic storage unit 140, calculates the filter W (ω), and outputs the calculated filter to the filtering unit 160. For example, a filter W (ω) used for signal processing for suppressing an acoustic signal from a specific position or direction is calculated.

例えば、従来技術と同様の方法により、フィルタW(ω)を設計することができる。例えば、参考文献2に記載されている<1>SN比最大化規準によるフィルタ設計法、<2>パワーインバージョン(Power Inversion)に基づくフィルタ設計法、<3>一つ以上の死角(雑音のゲインが抑圧される方向)を拘束条件に持つ最小分散無歪応答法によるフィルタ設計法、<4>遅延合成(Delay-and-Sum Beam Forming)法によるフィルタ設計法、<5>最尤法によるフィルタ設計法、<6>AMNOR(Adaptive Microphone-array for noise reduction)法等によって、フィルタW(ω)を設計することができる。
[参考文献2]国際公開第WO2012/086834号パンフレット
For example, the filter W (ω) can be designed by the same method as in the related art. For example, <1> a filter design method based on the SN ratio maximization criterion described in Reference Document 2, <2> a filter design method based on Power Inversion, <3> one or more blind spots (noise Filter design method with minimum variance distortion-free response method with constraint on the direction in which gain is suppressed), <4> filter design method with delay-and-sum beam forming, and <5> maximum likelihood method The filter W (ω) can be designed by a filter design method, <6> AMNOR (Adaptive Microphone-array for noise reduction) method, or the like.
[Reference 2] International Publication No. WO2012 / 086864 pamphlet

例えば、遅延和法をベースとする場合、次式により、フィルタW DS1(ω)を計算する。

Figure 2020058085
For example, when the delay-and-sum method is used as a base, a filter W DS1 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2020058085

また例えば、最尤法をベースとする場合、次式により、フィルタW DS2(ω)を計算する。

Figure 2020058085
Further, for example, when the maximum likelihood method is used as a base, the filter W DS2 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2020058085

また例えば、一つ以上の死角を拘束条件に持つ最小分散無歪応答法によるフィルタ設計法の場合、次式により、フィルタW DS3(ω)を計算する。

Figure 2020058085
For example, in the case of a filter design method using a minimum variance distortionless response method having one or more blind spots as constraints, a filter W DS3 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2020058085

ただし、fS(ω),fk(ω)はそれぞれターゲット音、雑音k(k=1,2,…,K)に関する周波数ωでの通過特性を表す。例えば、伝達特性a(ω)が方向θに依存する伝達特性a(ω,θ)として事前に用意できる場合には、伝達特性a(ω,θ)を用いて、フィルタW(ω,θ)を計算し、フィルタリング部160において、特定の方向θsの信号処理が行える。また、伝達特性a(ω)が方向θ、距離Dに依存する伝達特性a(ω,θ,D)として事前に用意できる場合には、伝達特性a(ω,θ,D)を用いて、フィルタW(ω,θ,D)を計算し、フィルタリング部160において、特定の位置(特定の方向θsと距離DHにより特定される位置)の信号処理が行える。 Here, f S (ω) and f k (ω) represent the pass characteristics at the frequency ω regarding the target sound and the noise k (k = 1, 2,..., K), respectively. For example, if the transfer characteristic a (omega) is the direction transfer characteristic a which depends on θ → (ω, θ) as it is prepared in advance, the transfer characteristic a (ω, θ) with the filter W ( omega, calculates a theta), the filtering unit 160, perform the signal processing in a specific direction theta s. If the transfer characteristic a (ω) can be prepared in advance as the transfer characteristic a (ω, θ, D) depending on the direction θ and the distance D, the transfer characteristic a (ω, θ, D) using the filter W → (ω, θ, D ) to calculate the, in the filtering unit 160, perform signal processing at a particular position (position specified by the particular direction theta s and the distance D H).

このような構成とすることで、パラボラ型リフレクター10の直径よりも波長が短い周波数に対しては、主にM個のマイクロホン20−mを用いてビームフォーミングを行い、パラボラ型リフレクター10の直径の直径以上の波長となる周波数に対しては、M個のマイクロホン20−mと、それ以外のマイクロホン20−nとを用いてビームフォーミングを行うように、ビームフォーミングのフィルタが設計され、以下のフィルタリング部160では、上述のビームフォーミングが実行される。   With such a configuration, for a frequency having a wavelength shorter than the diameter of the parabolic reflector 10, beamforming is performed mainly using the M microphones 20-m, and the diameter of the parabolic reflector 10 is reduced. For a frequency having a wavelength equal to or larger than the diameter, a beamforming filter is designed so that beamforming is performed using the M microphones 20-m and the other microphones 20-n. In the unit 160, the above-described beam forming is performed.

<フィルタリング部160>
フィルタリング部160は、予めフィルタ計算部150からフィルタW(ω)を受け取っておき、周波数領域信号X(ω,τ)を受け取り、フレームτごとに、各周波数ω∈Ωについて、周波数領域信号X(ω,τ)=[X1(ω,τ),…,XP(ω,τ)]Tに、次式のようにフィルタW(ω)を適用して(s4)、出力信号Y(ω,τ)を出力する。

Figure 2020058085
<Filtering unit 160>
Filtering section 160 receives filter W (ω) from filter calculating section 150 in advance, receives frequency domain signal X (ω, τ), and for each frame τ, frequency domain signal X (ω, τ) = [X 1 (ω, τ),..., X P (ω, τ)] Apply a filter W (ω) to T as shown in the following equation (s4), and output signal Outputs Y (ω, τ).
Figure 2020058085

例えば、フィルタリング部160はマイクロホン20−pによる収音信号とマイクロホン20−p’による収音信号とに基づき、空間上の少なくとも複数の位置または方向から発せられた音響信号の収音特性を異ならせるものであればよい。「収音特性を異ならせる」とは、例えば、特定の位置で発せられた音響信号を局所収音して他の位置で発せられた音響信号を極力収音しないようにしたり、逆に特定の位置で発せられた音響信号を抑圧(消音)して他の位置で発せられた音響信号のみを収音したりすることを意味する。 For example, the filtering unit 160 makes the sound pickup characteristics of the sound signals emitted from at least a plurality of positions or directions in space different based on the sound pickup signal by the microphone 20-p and the sound pickup signal by the microphone 20-p '. Anything should do. "Different sound pickup characteristics" means, for example, that a sound signal emitted at a specific position is locally picked up so that an acoustic signal emitted at another position is not picked up as much as possible, or conversely, a specific signal is picked up. This means that an acoustic signal emitted at a position is suppressed (silenced) and only an acoustic signal emitted at another position is collected.

<時間領域変換部170>
時間領域変換部170は、第τフレームの各周波数ω∈Ωの出力信号Y(ω,τ)を時間領域に変換して(s5)、第τフレームのフレーム単位時間領域信号y(τ)を得て、さらに、得られたフレーム単位時間領域信号y(τ)をフレーム番号のインデックスの順番に連結して時間領域信号y(t)を出力する。周波数領域信号を時間領域信号に変換する方法は、s3の処理で用いた変換方法に対応する逆変換であり、例えば高速離散逆フーリエ変換である。
<Time domain converter 170>
The time domain conversion unit 170 converts the output signal Y (ω, τ) of each frequency ω∈Ω of the τth frame into the time domain (s5), and converts the frame unit time domain signal y (τ) of the τth frame. Then, the obtained frame unit time domain signal y (τ) is connected in the order of frame number index to output a time domain signal y (t). The method of converting the frequency domain signal into the time domain signal is an inverse transform corresponding to the transform method used in the processing of s3, for example, a fast discrete inverse Fourier transform.

<効果>
このような構成により、特許文献1におけるチャネル間相関を低減する考えを継承し、さらに、インパルス応答長を短くし、受音時のSN比を高めることができる。そのため、様々な方向から到来する波(さらには、波により示される情報)を安定的に、同時に、高空間分解能で解析することが可能になる。例えば、従来よりも不要音方向の成分を抑え、低域を含めた目的方向音をより強調する集音が可能になる。特に、パラボラ型リフレクターの直径よりも音波の波長が長い周波数域での指向性を従来よりも鋭くすることができる。なお、本実施形態では、予めフィルタW(ω)を計算しているが、収音装置100の計算処理能力などに応じて、音源位置、マイクロホンの配置が定まってからフィルタ計算部150が周波数ごとのフィルタW(ω)を計算する構成としてもよい。
<Effect>
With such a configuration, the idea of reducing the inter-channel correlation in Patent Document 1 can be inherited, the impulse response length can be shortened, and the SN ratio at the time of sound reception can be increased. Therefore, waves arriving from various directions (and information indicated by the waves) can be analyzed stably at the same time with high spatial resolution. For example, it is possible to perform sound collection in which components in the unnecessary sound direction are suppressed as compared with the related art, and the target direction sound including the low range is further emphasized. In particular, the directivity in the frequency range where the wavelength of the sound wave is longer than the diameter of the parabolic reflector can be made sharper than before. In the present embodiment, the filter W (ω) is calculated in advance. However, after the sound source position and the microphone arrangement are determined according to the calculation processing capability of the sound pickup device 100, the filter calculation unit 150 May be configured to calculate the filter W (ω) for each filter.

<変形例>
本実施形態では、マイクロホンの指向性について言及していないが、様々な指向性を持つマイクロホンを混ぜて使用することで、伝達特性間の相関を小さくし、無相関化を図ってもよい。例えば、マイクロホンの指向性に限定はないが、無指向性、単一指向性、双指向性、ハイパーカーディオイドといった様々な指向性を持つマイクロホンを混ぜて使用する。仮に、同じ位置に指向性の異なる電気音響変換器を配置した場合、同じ制御点との間の伝達特性は異なるものとなる。例えば、同じ位置に無指向性のマイクロホンと単一指向性のマイクロホンとを配置した場合、制御点と無指向性のマイクロホンとの間の伝達特性と、制御点と単一指向性のマイクロホンとの間の伝達特性とは、異なるものとなる。よって、この条件により、指向性の違いによる伝達特性の変化を利用して、さらに、伝達特性間の相関を小さくし、無相関化を図る。言い換えると、複数のマイクロホンのうちの少なくとも1つのマイクロホンの指向特性と、他の1つのマイクロホンの指向特性とが異なるものとすることで、無相関化を図る。
<Modification>
In the present embodiment, the directivity of the microphone is not mentioned, but by using a mixture of microphones having various directivities, the correlation between the transfer characteristics may be reduced and the correlation may be reduced. For example, the directivity of the microphone is not limited, but microphones having various directivities such as omnidirectional, unidirectional, bidirectional, and hypercardioid are used in combination. If the electro-acoustic transducers having different directivities are arranged at the same position, the transfer characteristics with the same control point will be different. For example, if an omnidirectional microphone and a unidirectional microphone are arranged at the same position, the transfer characteristics between the control point and the omnidirectional microphone and the transmission characteristics between the control point and the unidirectional microphone The transfer characteristics between them are different. Therefore, under this condition, the correlation between the transfer characteristics is further reduced by utilizing the change in the transfer characteristics due to the difference in directivity, and the correlation is eliminated. In other words, by making the directional characteristics of at least one of the plurality of microphones different from the directional characteristics of the other microphone, decorrelation is achieved.

本実施形態では、収音装置100の含むP個のマイクロホン20−pのうち、M個のマイクロホン20−mはパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に配置され、N個のマイクロホン20−nはパラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺に配置されている。つまり、P=M+Nである。しかし、マイクホロンを焦点位置近辺や焦点側の表面の中心位置近辺以外の部分に配置してもよい。つまり、P>M+Nとしてもよい。   In the present embodiment, of the P microphones 20-p included in the sound pickup device 100, the M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and the N microphones 20-n are parabolic. It is arranged near the center position of the surface on the focal side of the mold reflector 10. That is, P = M + N. However, the microphone holon may be arranged in a portion other than the vicinity of the focal position or the central position of the surface on the focal side. That is, P> M + N may be satisfied.

本実施形態では、フィルタリング部160において、各周波数ω∈Ωについて、周波数領域信号X(ω,τ)=[X1(ω,τ),…,XP(ω,τ)]Tに、フィルタW(ω)を適用して、出力信号Y(ω,τ)を出力しているが、パラボラ型リフレクター10の直径よりも波長が短い周波数に対しては、M個のマイクロホン20−mのみを用いてビームフォーミングを行う構成としてもよい。例えば、パラボラ型リフレクター10の直径に対応する周波数のインデックスをThとし、ω<Thでは第一実施形態の方法で周波数領域信号X(ω,τ)=[X1(ω,τ),…,XP(ω,τ)]Tを求めるが、ω≧Thでは、M個のマイクロホン20−mで収音されたM個のアナログ信号に対応する周波数領域信号X m(ω,τ)=[X1_m(ω,τ),…,XM_m(ω,τ)]Tのみに、フィルタW m(ω)を適用して、出力信号Ym(ω,τ)=[Y1_m(ω,τ),…,YM_m(ω,τ)]Tを出力する。フィルタ計算部150はω≧ThではフィルタW m(ω)のみを計算する。伝達特性記憶部140は、ω≧ThではフィルタW m(ω)を計算するために必要な伝達特性のみを記憶しておけばよい。例えば、ω≧Thではターゲット音とM本のマイクロホンとの間の周波数ωでの伝達特性a(ω)=[a1_m(ω),…,aM_m(ω)]Tと、雑音kとM個のマイクロホンとの間の周波数ωでの伝達特性bk (ω)=[bk_m(ω),…,bkM_m(ω)]Tとを記憶しておく。このような構成により、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the filtering unit 160, for each frequency Omega∈omega, the frequency domain signal X (ω, τ) = a [X 1 (ω, τ) , ..., X P (ω, τ)] T, The filter W (ω) is applied to output the output signal Y (ω, τ). For a frequency whose wavelength is shorter than the diameter of the parabolic reflector 10, the M microphones 20-m are output. A configuration in which beamforming is performed by using only one of them may be adopted. For example, let Th be the index of the frequency corresponding to the diameter of the parabolic reflector 10, and if ω <Th, the frequency domain signal X (ω, τ) = [X 1 (ω, τ),. , XP (ω, τ)] T is obtained. When ω ≧ Th, the frequency domain signal X m (ω, τ) corresponding to the M analog signals collected by the M microphones 20-m is obtained. = [X 1_m (ω, τ),…, X M_m (ω, τ)] Apply filter W m (ω) only to T , and output signal Y m (ω, τ) = [Y 1_m ( ω, τ),…, Y M_m (ω, τ)] T is output. When ω ≧ Th, the filter calculation unit 150 calculates only the filter W m (ω). The transfer characteristic storage section 140 only needs to store only transfer characteristics necessary for calculating the filter W m (ω) when ω ≧ Th. For example, when ω ≧ Th, the transfer characteristic a (ω) = [a 1_m (ω),..., A M_m (ω)] T at the frequency ω between the target sound and the M microphones and the noise k transfer characteristics b k at a frequency between the M microphones ω → (ω) = [b k_m (ω), ..., b kM_m (ω)] is stored and T. With such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

本実施形態では、周波数領域でフィルタリング処理を行っているが、時間領域でフィルタリング処理を行ってもよい。例えば、時間領域のP個のディジタル信号x1(t),…,xP(t)に、チャネルp毎に時間領域で時間領域フィルタ係数を畳み込み、全てのチャネルの畳み込み結果を加算する構成としてもよい。この場合、周波数領域変換部130、時間領域変換170を設けなくともよい。また、伝達特性記憶部140は予め収音装置100を使って測定された時間領域の伝達特性を記憶しておき、フィルタ計算部150は時間領域のフィルタを計算する。 In the present embodiment, the filtering process is performed in the frequency domain. However, the filtering process may be performed in the time domain. For example, as a configuration in which time-domain filter coefficients are convolved in the time domain for each channel p with P digital signals x 1 (t),..., X P (t) in the time domain, and the convolution results of all channels are added. Is also good. In this case, the frequency domain transform section 130 and the time domain transform 170 need not be provided. Further, the transfer characteristic storage unit 140 stores the transfer characteristics in the time domain measured using the sound pickup device 100 in advance, and the filter calculation unit 150 calculates the filter in the time domain.

<第二実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment.

本実施形態に係る収音装置も、P個のマイクロホン20−p及びパラボラ型リフレクター10とを含む。ただし、なお、P個のマイクロホン20−pのうち、M個のマイクロホン20−mはパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に配置され、L個のマイクロホン20−lはパラボラ型リフレクター10の中心軸の正面方向の離れた位置に配置される。ただし、Pは2以上の整数の何れかであり、M,Lはそれぞれ1以上の整数の何れかであり、P=M+Lであり、p=1,2,…,Pであり、m=1m,2m,…,Mm、l=1l,2l,…,Ll、下付き添え字l(エル)は正面方向の離れた位置に配置されたマイクロホンであることを示すインデックスである。このような構成により、第一実施形態と同様に低音域も含めた指向性集音を可能にする。配置の外観の例を図15に示す。焦点位置よりも前面側にマイクロホン20−lを置くことによっても、第一実施形態と同様の効果を得ることが可能である。 The sound collection device according to the present embodiment also includes the P microphones 20-p and the parabolic reflector 10. However, among the P microphones 20-p, the M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and the L microphones 20-1 are located at the center axis of the parabolic reflector 10. It is arranged at a position away from the front. However, P is any integer of 2 or more, M and L are each any integers of 1 or more, P = M + L, p = 1, 2,..., P, and m = 1 m , 2 m ,..., M m , l = 1 l , 2 l ,..., L l , and the subscript l indicates that the microphone is located away from the front. It is an index. With such a configuration, it is possible to collect directional sound including the bass range as in the first embodiment. FIG. 15 shows an example of the appearance of the arrangement. The same effect as in the first embodiment can be obtained by placing the microphone 20-1 on the front side of the focal position.

ただし、本実施形態の場合、焦点位置と焦点位置よりも前面に置いたマイクロホンの間の距離に制約はないので、任意の距離に置けるというメリットがある。例えば、効果を得たい周波数の波長の0.25〜1倍の距離となるようにL個のマイクロホン20−lを配置する。特に、0.5倍の距離となるようにL個のマイクロホン20−lを配置するとよい。すなわち、リフレクターの効果の低くなる周波数と波長の一致するパラボラ型リフレクター10の直径の半分程度離れた位置にマイクロホン20−lを設置するとよい。   However, in the case of the present embodiment, there is no restriction on the distance between the focal position and the microphone placed in front of the focal position, so that there is an advantage that the microphone can be placed at an arbitrary distance. For example, the L microphones 20-1 are arranged at a distance of 0.25 to 1 times the wavelength of the frequency at which the effect is desired to be obtained. In particular, it is preferable to arrange the L microphones 20-1 so that the distance is 0.5 times. That is, the microphone 20-1 may be installed at a position about half the diameter of the parabolic reflector 10 where the frequency and the wavelength at which the effect of the reflector is low coincide with each other.

<変形例>
本実施形態では、L個のマイクロホン20−lはパラボラ型リフレクター10の中心軸の正面方向の離れた位置に配置されているが、必ずしも「中心軸上」に配置される必要はない。L個のマイクロホン20−lは、パラボラ型リフレクター10の焦点位置よりも前面側に配置され、パラボラ型リフレクター10の焦点位置との距離がパラボラ型リフレクター10の直径の0.25〜1倍になるパラボラ型リフレクター10の「中心軸上の点の近辺」に配置されればよい。特に、焦点位置との距離が直径の0.5倍になる「中心軸上の点の近辺」に配置するとよい。なお、低域の位相差を精度良く推定することができる程度に、M個のマイクロホン20−mとL個のマイクロホン20−lとが離れていればよく、上述の「中心軸上の点の近辺」における「近辺」とは、このような効果を得ることができる範囲を意味する。中心軸上の点をOとすると、例えば、「中心軸上の点の近辺」は、対象とする音の周波数帯域の中心周波数の半波長以下の半径の、点Oを中心とする球内の領域である。その場合、「中心軸上の点の近辺」は、最大で周波数帯域の中心周波数の半波長の半径をもつ、点Oを中心とする球内の領域であり、最小で点O(半径がゼロのとき)である。なお、「中心軸上の点の近辺」との表現は中心軸上の点自体を含み、マイクロホン20−lを中心軸上の点に配置してもよい。
<Modification>
In the present embodiment, the L microphones 20-1 are arranged at positions separated from the central axis of the parabolic reflector 10 in the front direction, but are not necessarily arranged “on the central axis”. The L microphones 20-1 are arranged on the front side of the focal position of the parabolic reflector 10, and the distance from the focal position of the parabolic reflector 10 is 0.25 to 1 times the diameter of the parabolic reflector 10. What is necessary is just to arrange | position in the "near the point on the central axis" of the reflector 10. In particular, it is preferable to dispose it at “near a point on the central axis” where the distance from the focal position becomes 0.5 times the diameter. It is sufficient that the M microphones 20-m and the L microphones 20-1 are separated to such an extent that the low-frequency phase difference can be accurately estimated. “Nearby” in “nearby” means a range in which such an effect can be obtained. When a point on the central axis is O, for example, “near a point on the central axis” is a half-wavelength or less of the center frequency of the center frequency of the target sound frequency band, within a sphere around the point O. Area. In this case, `` near a point on the central axis '' is an area within a sphere centered on the point O having a radius of at most a half wavelength of the center frequency of the frequency band, and a minimum point O (radius is zero). ). The expression “near a point on the central axis” includes the point itself on the central axis, and the microphone 20-1 may be arranged at a point on the central axis.

<第三実施形態>
第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third embodiment>
The following description focuses on the differences from the first embodiment.

本実施形態に係る収音装置も、P個のマイクロホン20−p及びパラボラ型リフレクター10とを含む。ただし、なお、P個のマイクロホン20−pのうち、P個のマイクロホン20−pのうち、M個のマイクロホン20−mはパラボラ型リフレクター10の焦点位置近辺に配置され、N個のマイクロホン20−nはパラボラ型リフレクター10の焦点側の表面の中心位置近辺に配置され、L個のマイクロホン20−lはパラボラ型リフレクター10の中心軸の正面方向の離れた位置に配置される。ただし、Pは3以上の整数の何れかであり、M,N,Lはそれぞれ1以上の整数の何れかであり、P=M+N+Lである。各マイクロホンの配置に関しては第一実施形態、第二実施形態、それらの変形例で説明した通りである。   The sound collection device according to the present embodiment also includes the P microphones 20-p and the parabolic reflector 10. However, among the P microphones 20-p, among the P microphones 20-p, the M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and the N microphones 20-p are arranged. n is disposed near the center of the focal-side surface of the parabolic reflector 10, and the L microphones 20-1 are disposed at positions away from the central axis of the parabolic reflector 10 in the front direction. Here, P is any integer of 3 or more, M, N, and L are each any integers of 1 or more, and P = M + N + L. The arrangement of the microphones is as described in the first embodiment, the second embodiment, and their modifications.

このような構成により、低音域も含めた指向性集音を可能にする。配置の外観の例を図16に示す。パラボラ型リフレクター10の底の部分と焦点位置よりも前面側の両方にマイクロホンを置くことによって、第一実施形態及び第二実施形態よりも高い効果を得ることが可能である。第一実施形態及び第二実施形態と同様に、焦点位置とパラボラの底の部分のマイクロホン間の距離、および焦点位置と焦点よりも前面に設置したマイクロホン間の距離はパラボラ型リフレクター10の直径の0.25〜1倍程度であり、特に、半分程度が望ましい。   With such a configuration, it is possible to collect directional sound including the bass range. FIG. 16 shows an example of the appearance of the arrangement. By placing the microphone both on the bottom part of the parabolic reflector 10 and on the front side of the focal position, it is possible to obtain higher effects than in the first embodiment and the second embodiment. As in the first embodiment and the second embodiment, the distance between the focal point and the microphone at the bottom of the parabola, and the distance between the focal point and the microphone installed in front of the focal point are smaller than the diameter of the parabolic reflector 10. It is about 0.25 to 1 times, and especially about half is desirable.

<その他の変形例>
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
<Other modifications>
The present invention is not limited to the above embodiments and modifications. For example, the above-described various processes may be executed not only in chronological order as described, but also in parallel or individually according to the processing capability of the device that executes the processes or as necessary. In addition, changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

<プログラム及び記録媒体>
また、上記の実施形態及び変形例で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現してもよい。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
<Program and recording medium>
Further, various processing functions in each device described in the above embodiment and the modified examples may be realized by a computer. In this case, the processing content of the function that each device should have is described by a program. By executing this program on a computer, various processing functions of the above-described devices are realized on the computer.

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。   A program describing this processing content can be recorded on a computer-readable recording medium. As a computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させてもよい。   The distribution of the program is performed by, for example, selling, transferring, lending, or the like, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM on which the program is recorded. Further, the program may be stored in a storage device of a server computer, and the program may be distributed by transferring the program from the server computer to another computer via a network.

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶部に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実施形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。   A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage unit. Then, when executing the processing, the computer reads the program stored in its own storage unit and executes the processing according to the read program. As another embodiment of the program, a computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time a program is transferred from the server computer to the computer, processing according to the received program may be sequentially performed. A configuration in which the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes a processing function only by executing an instruction and acquiring a result without transferring a program from the server computer to the computer. It may be. It should be noted that the program includes information to be used for processing by the computer and which is similar to the program (such as data that is not a direct command to the computer but has properties that define the processing of the computer).

また、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、各装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。   Further, each device is configured by executing a predetermined program on a computer, but at least a part of the processing contents may be realized by hardware.

Claims (2)

収音装置を構成する回転放物面が小さい場合でも、前記回転放物面の直径よりも波長が長い信号を精度よく強調するための収音装置であって、
回転放物面を有する反射部と、
Pを2以上の整数の何れかとし、P個のマイクロホンとを含み、
M,Nをそれぞれ1以上の整数の何れかとし、P≧M+Nとし、M個のマイクロホンが前記回転放物面の焦点位置近辺に配置され、N個のマイクロホンが前記回転放物面の焦点側の表面の中心位置近辺に配置され、
前記回転放物面の端部が形成する円の直径が、前記回転放物面の焦点位置と前記回転放物面の表面の中心位置との距離の略2倍である、
収音装置。
Even if the paraboloid of revolution constituting the sound pickup device is small, a sound pickup device for accurately emphasizing a signal whose wavelength is longer than the diameter of the paraboloid of revolution,
A reflector having a paraboloid of revolution,
P is any integer of 2 or more, including P microphones,
M and N are each an integer of 1 or more, and P ≧ M + N, M microphones are disposed near the focal position of the paraboloid of revolution, and N microphones are located on the paraboloid of revolution. It is located near the center position of the focal side surface,
The diameter of a circle formed by the end of the paraboloid of revolution is approximately twice the distance between the focal position of the paraboloid of revolution and the center of the surface of the paraboloid of revolution.
Sound pickup device.
請求項1の収音装置であって、
前記Mを2以上の整数の何れかとし、
あるマイクロホンによる収音信号と他のマイクロホンによる収音信号とに基づき、空間上の少なくとも複数の位置または方向から発せられた音響信号の収音特性を異ならせるフィルタリング部を含む、
収音装置。
The sound pickup device according to claim 1,
M is any integer of 2 or more,
Based on a sound pickup signal by a certain microphone and a sound pickup signal by another microphone, including a filtering unit that makes sound pickup characteristics of sound signals emitted from at least a plurality of positions or directions in space different.
Sound pickup device.
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