JP2021078128A - Sound collection device - Google Patents

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櫻子 矢澤
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Abstract

To provide a sound collection device capable of realizing directional sound collection in a low-pitch sound range even when a reflection part is small.SOLUTION: A sound collection device includes: a reflection part having a rotational parabolic surface; and P-number of microphones when P is an integer equal to or more than two. When each one of M and N is an integer equal to or more than one and P is equal to or more than M+N, M-number of microphones are arranged in the vicinity of a focal position of the rotational parabolic surface, N-number of microphones are arranged in the vicinity of a center position on a front surface at a focus side of the rotational parabolic surface, and a diameter of a circle formed by an end of the rotational parabolic surface is equal to or less than the maximum wave length width of a signal being an object.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 of arranging a plurality of microphones three-dimensionally to collect a target direction sound (hereinafter, also referred to as a target sound).

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 the focal position of a reflecting portion having a rotating paraboloid, and beamforming processing is performed so as to emphasize only the target direction sound based on the collected signal. (See Patent Document 1). In addition, the beam forming filter is designed from the transfer function (array manifold vector) from the target sound source position or target sound source direction to each microphone and the spatial correlation matrix of the noise signal received by the microphone (spatial correlation matrix of noise). Is known to emphasize the 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 a device in which a plurality of microphones are installed near the focal position of a reflecting portion, and a beamforming filter is designed using this. By doing so, it is shown that the target sound source can be emphasized more efficiently than when there is no reflector. In addition, by installing multiple microphones near the focal position, only in the front direction of the reflecting part (the direction of the rotation axis of the rotating parabolic surface of the reflecting part and the opening direction (the direction on the focal side)). It is possible to form directivity even in a direction deviated from the front direction, and it is possible to emphasize the sound in any direction.

特開2015−198411号公報JP-A-2015-198411

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.Tadashi Asada, "Sound Array Signal Processing-Sound Source Localization, Tracking and Separation-", Corona Publishing Co., Ltd., 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>
As shown in Patent Document 1, there is a system that emphasizes a target sound by beamforming sound collection using a device in which a plurality of microphones are installed near the focal position of a reflecting portion.
However, when the reflecting portion is small, there is a problem that directional sound collection cannot be performed in the low frequency range. The effect is particularly remarkable when the wavelength of the sound wave is longer than the diameter of the reflecting portion. An example of the directivity characteristic of the reflecting portion is shown in Reference 1.
(Reference 1) "Sound collection microphone", [online], [Search 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。 An object of the present invention is to provide a sound collecting device capable of realizing directional sound collection in a low frequency range even when the reflecting portion 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、対象とする信号における最大の波長幅以下である。
In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, the sound collecting device has a wavelength larger than the diameter of the rotating paraboloid even when the rotating paraboloid constituting the sound collecting device is small. This is to emphasize long signals with high accuracy. The sound collecting device includes a reflecting part having a rotating paraboloid, P as one of two or more integers, P microphones, M and N as one or more integers, respectively, and P ≧. M + N, M microphones are placed near the focal position of the rotating paraboloid, N microphones are placed near the center of the focal side surface of the rotating paraboloid, and the edges of the rotating paraboloid. The diameter of the circle formed by the part is equal to or less than the maximum wavelength width in the signal of interest.

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 realize the same level of directional sound collection in the bass range by using a reflection unit smaller than the conventional one, or by using a reflection unit having the same size as the conventional one. It has the effect of being able to achieve directional sound collection in the bass range.

マイクロホンの配置例を示す正面図。The front view which shows the arrangement example of the microphone. マイクロホンの配置例を示す側面図。The side view which shows the arrangement example of the microphone. マイクロホンの配置例を示す斜視図。The perspective view which shows the arrangement example of the microphone. 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 for efficiently emphasizing the target sound source. 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 arrangement example 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 pickup apparatus of the prior art. 第一実施形態に係る収音装置の感度特性を示す図。The figure which shows the sensitivity characteristic of the sound collecting apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第一実施形態に係る収音装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the sound collecting device which concerns on 1st 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 which shows the example of the processing flow of the sound collecting apparatus which concerns on 1st Embodiment. マイクロホンの配置例1を示す図。The figure which shows the arrangement example 1 of the microphone. 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 arrangement example of the microphone with respect to the parabolic reflector. マイクロホンの配置例2を示す図。The figure which shows the arrangement example 2 of the microphone. 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 arrangement example of the microphone with respect to the 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 appearance of the arrangement of the microphone with respect to the parabolic reflector of the 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 appearance of the arrangement of the microphone with respect to the parabolic reflector of the third 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, the same reference numerals are given to the components having the same function and the steps for performing the same processing, and duplicate description is omitted. In the following description, the processing performed for each element of a vector or matrix shall be applied to all the 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 in three dimensions, a difference in arrival time of sound between the microphones occurs. The directivity is improved by utilizing this time difference (phase difference). With such a configuration, sound can be collected up to a frequency in which a half wavelength is included in the distance between the microphone 20-n in the back and the microphone 20-m in 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 Document 1, there is a method of arranging a plurality of microphones in a plane near the focal position of a parabolic reflector to emphasize the sound in the target direction. However, a method of collecting sound in a target direction by arranging it not only in the vicinity of the focal position but also in the bottom portion of the parabola away from the focal point as proposed in the present embodiment has not been proposed.

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 arranged at the center position of the surface of the parabolic reflector 10 on the focal side in addition to the vicinity of the focal position of the reflecting portion (hereinafter, also referred to as a parabolic reflector) 10 having a rotating paraboloid. .. 1 and 2 and 3 are a front view, a side view, and a perspective view showing an arrangement example of microphones, respectively. With such a configuration, it is possible to accurately estimate the phase difference in the low frequency range that cannot be detected by the microphone 20-m arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and to realize directional sound collection in the 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2
0−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2
0−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 this embodiment, M microphones 2 are located near the focal position of the parabolic reflector 10.
Place 0-m. Further, N microphones 20-n are arranged near the center position of the surface of the parabolic reflector 10 on the focal side. Hereinafter, the microphone 20-m is focused on the microphone 2
The 0-m microphone 20-n is also referred to as the bottom microphone 20-n. m = 1 m , 2 m ,…, M m , n = 1 n , 2 n ,…, N n . The subscripts m and n are indexes indicating that they are a focus microphone and a bottom microphone, respectively. With such a configuration, directional sound collection including the bass range is possible.

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 remarkably reduced at a frequency having a wavelength longer than the diameter thereof. The effect of the reflector is that when a microphone is installed near the focal position of the reflector, a 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 shorter than the diameter of the reflector, the sound is concentrated at one point depending on the direction of arrival of the sound, and the sound pressure increases by that point. That is, the effect of the reflector is high. FIG. 4 shows the situation. The sound coming from the front direction of the reflector is reflected by the reflector, gathers at the focal point (point A) of the reflector, and the sound pressure at the focal point of the reflector becomes high. Further, the sound coming from a direction slightly deviated from the front of the reflector is reflected by the reflector and gathers at the point B slightly deviated from the focal point of the reflector, and the sound pressure at the point B becomes high. In this way, the point at which the sound pressure increases differs depending on the direction of arrival of the sound, so that a large amplitude difference occurs in the sound observed by a plurality of microphones installed near the focal position depending on the direction of arrival of the sound. By performing beamforming processing mainly using this amplitude difference information, it is possible to realize sound collection that emphasizes sound in any direction.

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 depending on the direction of arrival of sound becomes smaller (compared to the case where the wavelength is shorter than the diameter of the reflector). Furthermore, since the microphones are concentrated near the focal position, the phase difference depending on the direction of sound arrival is small. Therefore, even if the beamforming process is performed, a sharp directivity cannot be formed.

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 microphones is devised so that a sharp directivity can be formed for a frequency having a wavelength longer than the diameter of the reflector without using the reflection of the reflector. Also, from the viewpoint of cost, it is better to have as few microphones as possible, so it is desirable to add as few microphones (bottom microphones) 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 the 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. The directivity formed by beamforming using two microphones has a symmetrical shape with respect to the line passing through the microphones, so if the axial direction is the direction to be emphasized, only one direction can be emphasized. On the other hand, if the direction other than the axial direction is desired to be emphasized, there is a direction having the same sensitivity in the direction other than the desired direction (the direction in which the angle with the axis is the same (the direction in which the axis is line-symmetrical)). In this way, the target sound can be efficiently emphasized by arranging the microphone so that the target sound source is on a straight line passing through the microphone. Further, as described in Non-Patent Document 1, it is desirable that the microphone spacing is narrower than the half wavelength of the target frequency without causing spatial folding distortion, and the spacing is as small as possible so that the phase difference can be easily observed. Wider is better. That is, an interval of about half a 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 the present embodiment, as shown in FIG. 6, one or more microphones 20-m (three in the example of FIG. 6) are installed near the focal position of the parabolic reflector 10 and the center of the surface of the parabolic reflector on the focal side. By installing one microphone 20-n at the position, for frequencies having a wavelength longer than the diameter of the parabolic reflector 10, the microphone 20-n installed 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 microphone 20-m in the vicinity, and the target sound is efficiently emphasized. For example, when the front direction (solid line in FIG. 6) of the parabolic reflector 10 is the target sound direction, two microphones 20-n installed at point D and microphones 20-1 m installed at point A are used. Mainly used for beamforming. When the direction deviated from the front (broken line in FIG. 6) is the target sound direction, two microphones, the microphone 20-n installed at the D point and the microphone 20-3 m installed at the C point, are mainly used. Beamforming. In this way, by installing one microphone 20-n at the center position of the surface of the parabolic reflector 10 in addition to the vicinity of the focal position of the parabolic reflector 10, the frequency has a longer wavelength than the diameter of the parabolic reflector 10. On the other hand, beamforming mainly using the phase difference can efficiently form directivity in the target sound direction.

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。 Further, since the microphone interval is preferably half the 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 it is desirable to reduce it to about half. The shape of the parabolic reflector 10 may be designed in this way.

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 directivity is actually formed is shown. FIG. 7 shows the sensitivity characteristics for 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 when microphones 20-m and 20-n are installed near the focal position of the parabolic reflector 10 having a diameter of 30 cm and at the center of the surface of the parabolic reflector 10 and beamforming is performed so as to emphasize the 0 degree direction. Sensitivity characteristics for each direction. Looking at the results at 1 kHz, which has a wavelength longer than 30 cm in diameter, 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 It can be seen that when the microphone 20-n is also installed at the center position of the 10 surface, the sensitivity difference is as large as 15 dB. By installing the microphone 20-n at the center of the surface of the parabolic reflector 10 in this way, it is possible to form a sharper directivity for frequencies 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 collecting device 100 according to the first embodiment>
9 and 10 show a functional block diagram and a processing flow of the sound collecting device 100 according to the first embodiment.
The sound pickup device 100 includes P microphones 20-p and a parabolic reflector 10, and further includes a CPU, RAM, and a computer having a ROM in which a program for executing the following processing is recorded. .. This computer is functionally configured as shown below. The sound collecting 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 transmission 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。
<Parabola type reflector 10>
The parabolic reflector 10 has a rotating paraboloid. The rotating paraboloid has a shape, material, and size that can reflect sound waves and forms a focal point. In this embodiment, the parabolic reflector 10 is a rigid body having a rotating paraboloid. The circular diameter formed by the edge of the rotating paraboloid is about 0.25 to 1 times or more the maximum wavelength width in the wavelength width to be handled, and in particular, it is desirable that it is about half a wavelength (0.5 times) or more. For example, when the wavelength width handled by the wavelength of sound waves is 0.01 to 1 m, it is desirable that the diameter of the circle formed by the edge of the rotating paraboloid is about 0.5 m or more. The material of the parabolic reflector 10 is preferably a material that easily reflects sound waves (in other words, a material having a high reflectance coefficient), and a hard material is preferable. Therefore, in the present embodiment, a rigid body having a parabolic shape 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A
D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 picked up using P microphones 20-p (s1), and the analog signal (sound picked up signal) is A.
Output to D conversion unit 120. Of the P microphones 20-p, M microphones 20-m are arranged near the focal position of the parabolic reflector 10, and N microphones 20-n are on the surface of the parabolic reflector 10 on the focal side. It is placed near the center position. However, P is one of the integers of 2 or more, M and N are each of the 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 ,…, 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 surface of the parabolic reflector 10 on the focal point side. 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 2021078128
<Position of microphone 20-p with respect to parabolic reflector 10>
P microphones 20-p may be arranged so that the determinant det (R) of the noise spatial correlation matrix R is maximized. However, the noise spatial correlation matrix R (ω) is calculated using only the noise transmission characteristic b → k (ω) as shown in the following equation (see Non-Patent Document 1).
Figure 2021078128

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。
Place P microphones 20-p to increase the signal-to-noise ratio. At this time, M microphones 20-m are arranged near the focal position. In addition, M microphones 20-m are arranged at different positions so that the correlation between channels is low. For example, as described in Patent Document 1, M microphones 20-m may be arranged so that the correlation between sound waves converted into electric signals by M microphones 20-m is low. .. Further, N microphones 20-n are arranged near the center position of the surface of the parabolic reflector 10 on the focal side.

(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)
The conditions for arranging the microphones are shown in FIG. The direction of the central axis of the parabolic reflector 10 is described as the coordinate axis y. Let y = H1 be a plane that passes through the intersection of the central axis of the parabolic reflector 10 and the rotating paraboloid of the parabolic reflector 10 and is orthogonal to the central axis of the parabolic reflector 10. Further, let y = H2 be a plane that passes through the focal position of the parabolic reflector 10 and is orthogonal to the central axis of the parabolic reflector 10. However, in FIG. 11, if the direction of the parabolic reflector 10 when viewed from the focal point is the positive direction on the y-axis, 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 microphone 20-p is 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2
0−mを焦点位置に配置してもよい。
The microphone 20-m is arbitrarily arranged on the y = H2 plane and in the region having a radius r2 from the focal position (the shaded region in FIG. 11, the circular region when viewed from the front). However, the radius r2 is 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-mentioned "near the focal position". The expression "near the focal position" includes the focal position itself, and the microphone 2
0-m may be placed 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 y = H2 + D (where H1> H2 + D) is the plane separated by the distance D from the y = H2 plane toward the y = H1 plane, the microphone 20-n is inside the parabolic reflector 10 and y = H1. N microphones 20-n are arbitrarily arranged in the region sandwiched between the plane and the y = H2 + D plane (the satin area in FIG. 11). For example, the satin area of FIG. 11 corresponds to the "near the center position of the surface on the focal side" of the parabolic reflector 10. However, a plane that passes through the edge of the parabola-type reflector 10 and is orthogonal to the central axis of the parabola-type reflector 10 (if multiple planes that pass through the edge of the parabola can be defined, the plane closest to the y = H1 plane) is y =. When the H3 plane is set, 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 way, the N microphones 20-n are arranged between the plane y = H2 + D and the focal side surface of the parabolic reflector 10. Further, the distance D is 0.25 to 1 times the diameter of the parabolic reflector 10, and is particularly 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 example of arrangement of the microphone 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 portion 191 having a shape that does not easily block the 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 is for holding M microphones 20-m on the plane. Multiple vacancies are formed. For example, M'(M'> M) pores are formed, and each microphone 20-m is embedded in any of the M'pores. In this embodiment, the support portion 191 includes a mesh member 191A and a support member 191B. The support member 191B is a rod-shaped structure of a regular quadrangular pyramid having the bottom of the parabolic-shaped reflector 10 as the apex and forming each side extending from the apex. A net-like net-like member 191A is provided in the same plane as the bottom surface of a regular quadrangular pyramid. The support member 191B connects the parabola type reflector 10 and the net-like member 191A, and fixes the net-like member 191A to the parabola type reflector 10. The reticulated member 191A is a structure including a surface located near the focal position formed by the parabolic reflector 10. Further, the net-like member 191A is formed with a plurality of holes for holding the microphone 20-m. In other words, M microphones 20-m can be embedded in any of the meshes of the mesh-like network 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 arranged near the center position (bottom) of the focal point side surface of the parabolic reflector 10, in this example, on the 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)
The conditions for arranging other microphones are shown in FIG. In this arrangement example, the microphone 20-p is arranged so as to satisfy the following.
The microphone 20-m is placed at an arbitrary position within a region (shaded portion in FIG. 13, spherical shape) 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 the region sandwiched between the planes of y = H1 and y = H3 (the three-dimensional space formed by the parabolic reflector 10), and is separated from the focal position by a distance of D or more. Arbitrarily arranged in the area (the satin-finished portion in FIG. 13). However, r2 is about 1/4 the size 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 connects 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-mentioned one, and may be any shape as long as it does not easily block the waves arriving at the parabolic reflector 10 and can support the microphone 20-m. .. The microphone 20-m is supported by the support portion 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 conversion unit 120>
The AD conversion unit 120 converts P analog signals picked up by P microphones 20-p into digital signals x (t) = [x 1 (t),…, x P (t)] T. Then (s2), frequency domain converter 130
Output to. t represents the 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 converter 130>
The frequency domain conversion unit 130 first inputs the digital signal x → (t) = [x 1 (t),…, x P (t)] T output by the AD conversion unit 120, and sets a Q sample for each channel. It is stored in a buffer and a frame-by-frame digital signal x (τ) = [x 1 (τ),…, x P (τ)] T is generated. 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 48kHz sampling, around 2048 points is appropriate. Next, frequency domain transform section 130, the signal of the digital signal x (τ) the frequency domain for each frame X → (ω, τ) = [X 1 (ω, τ), ..., X P (ω, τ )] Convert to T (s3) and output. ω is the index of discrete frequencies. One of the methods for converting a time domain signal into a frequency domain signal is a high-speed discrete Fourier transform, but the present invention is not limited to this, 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 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。
<Transmission characteristic storage unit 140>
The transmission characteristic storage unit 140 stores the transmission characteristic A (ω) = [a (ω), b 1 (ω),…, b K (ω)] measured in advance using the sound collecting device 100. Remember. a (ω) = [a 1 (ω),…, a P (ω)] T is the transmission characteristic at the frequency ω between the target sound and P ohms, in other words, a (ω) ) = [A 1 (ω),…, a P (ω)] T is the transmission characteristic of the target sound to each microphone included in the microphone array at the frequency ω. k = 1,2,…, K, where K is the number of noises, b k (ω) = [b k1 (ω),…, b kP (ω)] T , noise k and P Transmission characteristics at the frequency ω with the microphone, in other words, b k (ω) = [b k1 (ω),…, b kP (ω)] T is sent to each microphone included in the microphone array. The transmission characteristic of the noise k at the frequency ω. The transmission characteristic A (ω) may be prepared in advance by a theoretical formula or a simulation, not by prior 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 transmission characteristic A → (ω) from the transmission characteristic storage unit 140, calculates the filter W → (ω), and outputs the filter W → (ω) to the filtering unit 160. For example, the filter W → (ω) used for signal processing that suppresses the 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(PowerInversion)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(AdaptiveMicrophone-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 prior art. For example, <1> filter design method based on the SN ratio maximization standard described in Reference 2, <2> filter design method based on Power Inversion, and <3> one or more blind spots (noise gain). Filter design method by the minimum dispersion distortion-free response method with the constraint condition (direction in which is suppressed), <4> Filter design method by the Delay-and-Sum Beam Forming method, <5> Filter by the most likely method The filter W → (ω) can be designed by the design method, <6> AMNOR (Adaptive Microphone-array for noise reduction) method, or the like.
[Reference 2] International Publication No. WO2012 / 086834 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 2021078128
For example, when the delay sum method is used as the base, the filter W DS1 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2021078128

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 2021078128
For example, when the maximum likelihood method is used as the base, the filter W DS2 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2021078128

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 2021078128
For example, in the case of the filter design method by the minimum dispersion distortion-free response method having one or more blind spots as constraints, the filter W DS3 (ω) is calculated by the following equation.
Figure 2021078128

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。
However, f S (ω) and f k (ω) are frequencies ω related to the target sound and noise k (k = 1,2,…, K), respectively.
Represents the passage characteristics in. For example, the transmission characteristic a (ω) depends on the direction θ. The transmission characteristic a (ω, θ)
If it can be prepared in advance , the filter W → (ω, θ) is calculated using the transmission characteristic a → (ω, θ), and the filtering unit 160 can perform signal processing in a specific direction θ s. Also,
If the transmission characteristic a (ω) can be prepared in advance as the transmission characteristic a → (ω, θ, D) that depends on the direction θ and the distance D , use the transmission characteristic a → (ω, θ, D). , Filter W (ω, θ, D) is calculated, and in the filtering unit 160, a specific position (a position specified by a specific direction θ s and a distance D H )
Signal processing can be performed.

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, beamforming is mainly performed using M microphones 20-m for frequencies whose wavelength is shorter than the diameter of the parabolic reflector 10.
For frequencies with wavelengths equal to or greater than the diameter of the parabolic reflector 10, a beamforming filter is used to perform beamforming using M microphones 20-m and other microphones 20-n. Is designed, and the above-mentioned beamforming is executed in the following filtering unit 160.

<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 2021078128
<Filtering unit 160>
The filtering unit 160 receives the filter W (ω) from the filter calculation unit 150 in advance, receives the frequency domain signal X (ω, τ), and receives the frequency domain signal X for each frequency ω ∈ Ω for each frame τ. (ω, τ) = [X 1 (ω, τ),…, XP (ω, τ)] Apply the filter W → (ω) to T as shown in the following equation (s4), and output signal Output Y (ω, τ).
Figure 2021078128

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 collecting characteristics of acoustic signals emitted from at least a plurality of positions or directions in space different based on the sound picking signal by the microphone 20-p and the sound picking signal by the microphone 20-p'. Anything is fine. "Different sound collection characteristics" means, for example, that the acoustic signal emitted at a specific position is locally picked up so that the acoustic signal emitted at another position is not picked up as much as possible, or conversely, a specific sound is picked up. It means that the acoustic signal emitted at a position is suppressed (silenced) and only the acoustic signal emitted at another position is picked up.

<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 in the τ frame into a time domain (s5), and converts the frame unit time domain signal y (τ) in the τ frame into a time domain. Further, the obtained frame unit time domain signal y (τ) is concatenated in the order of the index of the frame number, and the time domain signal y (t) is output. The method of converting the frequency domain signal into the time domain signal is an inverse transform corresponding to the conversion method used in the processing of s3, for example, a high-speed 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 receiving a sound can be increased. Therefore, it becomes possible to analyze waves arriving from various directions (furthermore, information indicated by the waves) stably and at the same time with high spatial resolution. For example, it is possible to suppress unnecessary sound direction components as compared with the conventional case, and to collect sound that emphasizes the target direction sound including low frequencies. 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 this embodiment, the filter W (ω) is calculated in advance, but the filter calculation unit 150 determines the frequency after the sound source position and the microphone arrangement are determined according to the calculation processing capacity of the sound collecting device 100 and the like. It may be configured to calculate the filter W → (ω) for each.

<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 example>
Although the directivity of the microphone is not mentioned in the present embodiment, the correlation between the transmission characteristics may be reduced and uncorrelated may be achieved by using a mixture of microphones having various directivity. For example, the directivity of the microphone is not limited, but microphones having various directivities such as omnidirectional, unidirectional, bidirectional, and hypercardioid are mixed and used. If electroacoustic transducers having different directivities are arranged at the same position, the transmission characteristics with the same control point will be different. For example, when an omnidirectional microphone and a unidirectional microphone are placed at the same position, the transmission characteristics between the control point and the omnidirectional microphone and the control point and the unidirectional microphone The transmission characteristics between them will be different. Therefore, under this condition, the change in the transmission characteristics due to the difference in directivity is utilized, and the correlation between the transmission characteristics is further reduced to achieve uncorrelatedness. In other words, uncorrelatedness is achieved by making the directivity of at least one of the plurality of microphones different from the directivity of the other microphone.

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 collecting 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 of the mold reflector 10 on the focal side. That is, P = M + N. However, the microphone holon may be placed in a portion other than the vicinity of the focal position or the vicinity of the center position of the surface on the focal side. That is, P> M + N may be set.

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 output signal Y (ω, τ) is output by applying the filter W (ω), but for frequencies whose wavelength is shorter than the diameter of the parabolic reflector 10, M microphones 20-m It may be configured to perform beam forming using only. For example, let Th be the index of the frequency corresponding to the diameter of the parabolic reflector 10, and in ω <Th, the frequency domain signal X (ω, τ) = [X 1 (ω, τ), ... , X P (ω, τ)] T is obtained, but when ω ≧ Th, the frequency domain signal X → m (ω, τ) corresponding to the M analog signals picked up by the M microphones 20-m. = [X 1_m (ω, τ),…, X M_m (ω, τ)] T
Only the filter W m (ω) is applied, and the output signal Y m (ω, τ) = [Y 1_m (ω, τ),…, Y M_m (ω, τ)] T is output. The filter calculation unit 150 calculates only the filter W → m (ω) when ω ≧ Th.
When ω ≧ Th, the transmission characteristic storage unit 140 needs to store only the transmission characteristics necessary for calculating the filter W → m (ω). For example, when ω ≧ Th, the transmission characteristic at the frequency ω between the target sound and M microphones a (ω) = [a 1_m (ω),…, a M_m (ω)] T and noise k The transmission characteristic b k (ω) = [b k_m (ω),…, b kM_m (ω)] T between M microphones at the frequency ω is stored. With such a configuration, the same effect as that of 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, but the filtering process may be performed in the time domain. For example, P digital signals in the time domain x 1 (t),…, x P (t)
In addition, the time domain filter coefficient may be convoluted in the time domain for each channel p, and the convolution results of all channels may be added. In this case, it is not necessary to provide the frequency domain conversion unit 130 and the time domain conversion 170. Further, the transmission characteristic storage unit 140 stores the transmission characteristics in the time domain measured in advance using the sound collecting device 100, 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 part different from the first embodiment will be mainly described.

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 collecting device according to the present embodiment also includes P microphones 20-p and a parabolic reflector 10. However, of 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-l are the central axes of the parabolic reflector 10. It is placed at a distance in the front direction.
However, P is one of the integers of 2 or more, M and L are each of the 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 , subscript l (L) indicates that the microphone is located at a distance in the front direction. It is an index. With such a configuration, directional sound collection including the bass range is possible as in the first embodiment. An example of the appearance of the arrangement is shown in FIG. By placing the microphone 20-l on the front side of the focal position, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment.

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, since there is no restriction on the distance between the focal position and the microphone placed in front of the focal position, there is an advantage that the microphone can be placed at an arbitrary distance. For example, arrange L microphones 20-l so that the distance is 0.25 to 1 times the wavelength of the frequency for which the effect is desired. In particular, it is advisable to arrange L microphones 20-l so as to have a distance of 0.5 times. That is, it is preferable to install the microphone 20-l at a position separated by about half the diameter of the parabolic reflector 10 whose frequency and wavelength match the effect of the reflector.

<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 example>
In the present embodiment, the L microphones 20-l are arranged at positions separated from each other in the front direction of the central axis of the parabolic reflector 10, but they do not necessarily have to be arranged "on the central axis". The L microphones 20-l 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. "Near a point on the central axis" of reflector 10
It may be placed in. In particular, it is preferable to place it "near a point on the central axis" where the distance from the focal position is 0.5 times the diameter. In addition, M to the extent that the phase difference in the low frequency range can be estimated accurately.
It suffices if the microphones 20-m and the L microphones 20-l are separated from each other, and the "nearby" in the above-mentioned "near point on the central axis" is the range in which such an effect can be obtained. Means. Assuming that the point on the central axis is O, for example, "near the point on the central axis" is in a sphere centered on the point O with a radius of half a wavelength or less of the central frequency of the frequency band of the target sound. The area. In that case, the "near a point on the central axis" is the region in the sphere centered on the point O, which has a radius of half a wavelength of the center frequency of the frequency band at the maximum, and the minimum point O (radius is zero). When). The expression "near a point on the central axis" includes the point itself on the central axis, and the microphone 20-l.
May be placed 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 part different from the first embodiment will be mainly described.

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 collecting device according to the present embodiment also includes P microphones 20-p and a parabolic reflector 10. However, of the P microphones 20-p, of 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. n is arranged near the center position of the surface of the parabolic reflector 10 on the focal side, and L microphones 20-l are arranged at positions separated from the central axis of the parabolic reflector 10 in the front direction. However, P is any of integers of 3 or more, and M, N, and L are each of 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, directional sound collection including the bass range is possible. An example of the appearance of the arrangement is shown in FIG. By placing the microphones on both the bottom portion of the parabolic reflector 10 and the front side of the focal position, it is possible to obtain a higher effect than that of the first embodiment and the second embodiment. As in the first and second embodiments, the distance between the focal position and the microphone at the bottom of the parabola, and the distance between the focal position and the microphone installed in front of the focal point are the diameter of the parabolic reflector 10. It is about 0.25 to 1 times, and particularly preferably about half.

<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 variants>
The present invention is not limited to the above embodiments and modifications. For example, the various processes described above may not only be executed in chronological order according to the description, but may also be executed in parallel or individually as required by the processing capacity of the device that executes the processes. 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。
<Programs and recording media>
Further, various processing functions in each device described in the above-described embodiment and modification may be realized by a computer. In that case, the processing content of the function that each device should have is described by the program. Then, by executing this program on the computer, various processing functions in each of the above 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。 The program describing the processing content can be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be, for example, a magnetic recording device, an optical disk, a photomagnetic recording medium, a semiconductor memory, or the like.

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。 Further, the distribution of this program is performed, for example, by selling, transferring, renting, or the like a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM on which the program is recorded. Further, the program may be distributed by storing the program in the storage device of the server computer and 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 temporarily 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 the process is executed, the computer reads the program stored in its own storage unit and executes the process according to the read program. Further, as another embodiment of this program, a computer may read the program directly from a portable recording medium and execute processing according to the program. Further, every time the program is transferred from the server computer to this computer, the processing according to the received program may be executed sequentially. In addition, the above processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition without transferring the program from the server computer to this computer. May be. The program shall include information used for processing by a computer and equivalent to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property of defining the processing of the computer, etc.).

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, although each device is configured by executing a predetermined program on a computer, at least a part of these 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、対象とする信号における最大の波長幅以下である、
収音装置。
It is a sound collecting device for accurately emphasizing a signal having a wavelength longer than the diameter of the rotating paraboloid even when the rotating paraboloid constituting the sound collecting device is small.
A reflective part with a rotating paraboloid and
P is any of the integers of 2 or more, including P microphones
M and N are each an integer of 1 or more, P ≧ M + N, M microphones are arranged near the focal position of the rotating paraboloid, and N microphones are located on the rotating paraboloid. Located near the center of the surface on the focal side,
The diameter of the circle formed by the end of the rotating paraboloid is equal to or less than the maximum wavelength width of the signal of interest.
Sound collecting device.
請求項1の収音装置であって、
前記直径は、対象とする信号における最大の波長幅の0.25倍から等倍の範囲である、
収音装置。
The sound collecting device according to claim 1.
The diameter ranges from 0.25 to 1 times the maximum wavelength width of the signal of interest.
Sound collecting device.
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