JP2021125851A - 収音装置、収音プログラム及び収音方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非目的エリア音の到来方向に関わらず目的エリア音のみを収音する収音装置、収音プログラム及び収音方法を提供する。
【解決手段】収音装置は、複数のマイクロホンアレイの入力信号についてビームフォーマによって目的方向信号を取得し、２つのマイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれのマイクロホンアレイセットの目的方向信号に基づいてスペクトル減算処理により目的エリア音を抽出する手段と、それぞれのマイクロホンアレイセットを用いて抽出された目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれのマイクロホンアレイセットを用いて抽出された目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、収音装置、収音プログラム及び収音方法に関し、例えば、特定のエリアの音を強調し、それ以外のエリアの音を抑制するシステムに適用し得る。

複数の音源が存在する環境下において、ある特定方向の音のみ分離し収音する技術として、マイクロホンアレイを用いたビームフォーマ（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｅｒ；以下「ＢＦ」とも呼ぶ）がある。ＢＦとは、各マイクロホンに到達する信号の時間差を利用して指向性を形成する技術である（非特許文献１参照）。

従来、ＢＦは、加算型と減算型の大きく２つの種類に分けられる。特に減算型ＢＦは、加算型即に比べ、少ないマイクロホン数で指向性を形成できるという利点がある。

図１１は、マイクロホンＭの数が２個の場合の減算型ＢＦ２００に係る構成を示すブロック図である。

図１２は、２個のマイクロホンＭ１、Ｍ２を用いた減算型ＢＦ２００により形成される指向性フィルタの例について示した説明図である。

減算型ＢＦ２００は、まず遅延器２１０により目的とする方向に存在する音（以下、「目的音」と呼ぶ）が各マイクロホンＭ１、Ｍ２に到来する信号の時間差を算出し、遅延を加えることにより目的音の位相を合わせる。上述の時間差は以下の（１）式により算出することができる。

ここで、ｄはマイクロホンＭ１、Ｍ２間の距離、ｃは音速、τ_ｉは遅延量である。またθ_Ｌは、各マイクロホンＭ（Ｍ１、Ｍ２）を結んだ直線に対する垂直方向から目的方向への角度である。

また、ここで、死角がマイクロホンＭ１とＭ２の中心に対し、マイクロホンＭ１の方向に存在する場合、遅延器２１０は、マイクロホンＭ１の入力信号ｘ_１（ｔ）に対し遅延処理を行う。その後、減算型ＢＦ２００では、以下の（２）式に従い処理（減算処理）を行う。

減算型ＢＦ２００の処理は周波数領域でも同様に行うことができ、その場合（２）式は以下の（３）のように変更される。

ここでθ_Ｌ＝±π／２の場合、減算型ＢＦ２００により形成される指向性は図１２（ａ）に示すように、カージオイド型の単一指向性となる。また、「θ_Ｌ＝０、π」の場合、減算型ＢＦ２００により形成される指向性は、図１２（ｂ）のような８の字型の双指向性となる。

以下では、入力信号から単一指向性を形成するフィルタを「単一指向性フィルタ」と呼び、双指向性を形成するフィルタを双指向性フィルタと呼ぶものとする。

また、減算器２２０では、スペクトル減算法（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ；以下、単に、「ＳＳ」とも呼ぶ）を用いることで、双指向性の死角に強い指向性を形成することもできる。ＳＳによる指向性は、以下の（４）式に従い全周波数、もしくは指定した周波数帯域で形成される。

以下の（４）式では、マイクロホンＭ１の入力信号Ｘ_１を用いているが、マイクロホンＭ２の入力信号Ｘ_２でも同様の効果を得ることができる。ここでβは、ＳＳの強度を調節するための係数である。また、減算器２２０では、減算時に値がマイナスになった場合は、０または元の値を小さくした値に置き換えるフロアリング処理を行う。以上のような減算型ＢＦ２００の処理方式では、双指向性の特性によって目的方向以外に存在する音（以下、「非目的音」と呼ぶ）を抽出し、抽出した非目的音の振幅スペクトルを入力信号の振幅スペクトルから減算することで、目的音を強調することができる。

ある特定のエリア内に存在する音（以下、「目的エリア音」と呼ぶ）だけを収音したい場合、減算型ＢＦを用いるだけでは、そのエリアの周囲に存在する音源の音（以下、「非目的エリア音」と呼ぶ）も収音してしまう可能性がある。そこで、特許文献１では、複数のマイクロホンアレイを用い、それぞれ別々の方向から目的エリアへ指向性を向け、指向性を目的エリアで交差させることで目的エリア音を収音する手法（以下、「エリア収音」と呼ぶ）を提案している。エリア収音では、まず各マイクロホンアレイのＢＦ出力に含まれる目的エリア音の振幅スペクトルの比率を推定し、それを補正係数とする。

例えば、２つのマイクロホンアレイを使用する場合、目的エリア音振幅スペクトルの補正係数は、以下の（５）式及び（６）式の組み合わせ、又は以下の（７）式及び（８）式の組み合わせにより算出することができる。ここで、Ｙ_１ｋ（ｎ）は第１のマイクロホンアレイのＢＦ出力の振幅スペクトルであり、Ｙ_２ｋ（ｎ）は第２のマイクロホンアレイのＢＦ出力の振幅スペクトルであり、Ｎは周波数ビンの総数であり、ｋは周波数である。また、ここで、α_１（ｎ）、α_２（ｎ）は各ＢＦ出力に対する振幅スペクトル補正係数である。さらに、ここで、ｍｏｄｅは最頻値を表し、ｍｅｄｅｉａｎは中央値を表している。

以上の処理により、減算器２２０は、振幅スペクトル補正係数α_１（ｎ）、α_２（ｎ）を求め、求めた補正係数により各ＢＦ出力を補正し、ＳＳすることで、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する。さらに、減算器２２０は、抽出した非目的エリア音を各ＢＦの出力からＳＳすることにより目的エリア音を抽出することができる。

減算型ＢＦ２００は、第１のマイクロホンアレイからみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_１（ｎ）を抽出際、例えば、（９）式に示すように、第１のマイクロホンアレイのＢＦ出力Ｙ_１（ｎ）から第２のマイクロホンアレイのＢＦ出力Ｙ_２（ｎ）に振幅スペクトル補正係数α_２を掛けたものをＳＳする。減算型ＢＦ２００は、同様に、以下の（１０）式に従い、第２のマイクロホンアレイからみた目的エリア方向に存在する非目的エリア音Ｎ_２（ｎ）を抽出する。

その後、減算型ＢＦ２００は、以下の（１１）式、又は（１２）式に従い、各ＢＦ出力から非目的エリア音をＳＳして目的エリア音を抽出する。なお、以下の（１１）式は、第１のマイクロホンアレイを基準として、目的エリア音を抽出する場合の処理を示している。また、以下の（１２）式は、第２のマイクロホンアレイを基準として目的エリア音を抽出する場合の処理を示している。ここでγ_１（ｎ）、γ_２（ｎ）は、ＳＳ時の強度を変更するための係数である。

従来のエリア収音処理では、目的エリア音を抽出するために、（４）式と（１１）及び（１２）式で非線形処理であるＳＳを行っているため、高雑音環境下ではミュージカルノイズと呼ばれる不快な異音が発生する恐れがある。

そこで、特許文献２の記載技術では、入力信号に目的エリア音が存在している区間と存在していない区間を判定し、目的エリア音が存在していない区間ではエリア収音処理した音を出力しないことにより、ミュージカルノイズなどの異音を抑えている。

特許文献２の記載技術では、目的エリア音が存在しているかどうかを判定するために、まず（１３）式に従い入力信号と目的エリア音を抽出した出力（以後、「エリア音出力」と呼ぶ）間の振幅スペクトル比Ｒ（＝エリア音出力／入力信号）を算出する。

また、目的エリア内に音源が存在する場合、入力信号Ｘ_１とエリア音出力Ｚ_１には目的エリア音が共通に含まれるため、目的エリア音成分の振幅スペクトル比は１に近い値となる。逆に、非目的エリア音成分は、エリア音出力では抑圧されているため、振幅スペクトル比は小さい値となる。その他の背景雑音成分に関してもエリア収音処理では複数回のＳＳを行うため、専用の雑音抑圧処理を事前にしなくてもある程度抑圧され、振幅スペクトル比は小さい値となる。逆に、目的エリア音が存在しない場合、エリア音出力には、入力信号と比べて消し残りの弱い雑音しか含まれていないため、振幅スペクトル比は全体域で小さい値となる。

特許文献２の記載技術では、この特徴により、（１４）式に従い各周波数で求めた振幅スペクトル比の平均値Ｕを取ると、目的エリア音が存在するときと存在しないときとで大きな差が生まれることになる。ここでｍとｎは、それぞれ処理帯域（周波数帯域）の上限と下限であり、例えば音声情報が十分に含まれる１００Ｈｚから６ｋＨｚとする。

そして、特許文献２の記載技術では、平均パワースペクトル比を予め設定した閾値で判定し、目的エリア音が存在しないと判定された場合は、エリア音出力データを出力せずに無音、もしくは入力信号のゲインを小さくした音を出力する。

特開２０１４−０７２７０８号公報 特開２０１６−１２７４５７号公報

浅野太著、"音響テクノロジーシリーズ１６ 音のアレイ信号処理−音源の定位・追跡と分離−"、日本音響学会編、コロナ社、２０１１年２月２５日発行

特許文献１に記載された収音方式では、２つのマイクロホンアレイを収音したいエリアの正面の左右に設置し、マイクロホンアレイ間の距離及び角度を調節すれば、任意のエリア内に存在する音を収音することができる。

しかしながら、特許文献１の記載技術を用いて収音する場合、収音エリアは上下方向に指向性が広がっているため、目的エリア音の上下方向に雑音源が存在する場合には、その雑音も収音してしまうことになる。目的エリア音の上下方向に雑音源がある場合とは、例えば、目的エリアの真上にスピーカなどの音源がある場合である。また、特許文献１に記載された収音方式では、上下方向の指向性は、マイクロホンアレイが設置してある高さから離れるに従い徐々に広がる性質があるため、スピーカが真上になくても収音してしまう可能性がある。

一方、特許文献２の記載技術のように、入力と出力の振幅スペクトル比により、目的エリア音が存在するかどうかを判定する場合は、目的エリア上空のスピーカから再生される音量が小さければ収音されない。しかしながら、特許文献２の記載技術を適用したとしても、駅構内のように大音量のアナウンス（非目的エリア音）が流れている環境では、当該アナウンスの音を収音してしまう恐れがある。

以上のような問題に鑑みて、非目的エリア音の到来方向に関わらず目的エリア音のみを収音する収音装置、収音プログラム、及び収音方法が望まれている。

第１の本発明の収音装置は、（１）複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得する指向性形成手段と、（２）２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出手段と、（３）それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する出力手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明の収音プログラムは、コンピュータを、（１）複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得する指向性形成手段と、（２）２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出手段と、（３）それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する出力手段として機能させることを特徴とする。

第３の本発明は、収音装置が行う収音方法において、（１）前記収音装置は、指向性形成手段、目的エリア音抽出手段、及び出力手段を有し、（２）前記指向性形成手段は、複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得し、（３）前記目的エリア音抽出手段は、２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出し、（４）前記出力手段は、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力することを特徴とする。

本発明によれば、非目的エリア音の到来方向に関わらず目的エリア音のみを収音することができる。

第１の実施形態に係る収音装置の機能的構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る目的エリア周辺（マイクロホンアレイ装置を含む）の斜視図である。 第１の実施形態に係るマイクロホンアレイ装置（マイクロホンアレイ）の構成について示した図である。 第１の実施形態に係る目的エリア周辺（マイクロホンアレイ装置を含む）を上方向から見た図である。 第１の実施形態に係る目的エリア周辺（マイクロホンアレイ装置を含む）を左方向から見た図である。 第１の実施形態に係る収音装置のハードウェア構成の例について示したブロック図である。 第２の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るマイクロホンアレイ装置（マイクロホンアレイ）の構成について示した図である。 第３の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の変形例に係るマイクロホンアレイ装置の構成例について示した図である。 従来の減算型ＢＦの構成を示すブロック図である。 従来の減算型ＢＦにより形成される指向性フィルタの例について示した説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による収音装置、収音プログラム及び収音方法の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る収音装置１０の機能的構成を示すブロック図である。

収音装置１０は、複数のマイクロホンアレイを備えるマイクロホンアレイ装置ＭＥを用いて、目的エリアの音源からの目的エリア音を収音する目的エリア音収音処理を行う。この実施形態では、４つのマイクロホンアレイＭＡ（ＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢ）を有しているものとする。

次に、マイクロホンアレイ装置ＭＥの構成について図２、図３を用いて説明する。

図２は、マイクロホンアレイ装置ＭＥを構成する各マイクロホンアレイの配置構成及び目的エリアの設定（設計）について示した図である。

図２では、マイクロホンアレイ装置ＭＥを構成するマイクロホンアレイが配置された目的エリア周辺を斜め上方向からみた図（斜視図）となっている。

図２に示すように、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢは、目的エリアが存在する空間の任意の位置に配置される。目的エリアに対するマイクロホンアレイの位置は、各マイクロホンアレイの指向性が目的エリアでのみ重なればどこでも良い。

この実施形態では、図２に示す通り、収音装置１０により収音対象となる目的エリア（収音エリア）は任意の空間内の平面ＤＨ上に設定されているものとする。図２では、平面ＤＨ上に設定された目的エリアにＴＡという符号を付し、目的エリアの中心位置にＰＣという符号を付している。

図２では、目的エリア周辺の空間について平面ＤＨに設定された原点Ｐ０を基準とする座標系が設定されている。図２では、図２の方向から見て右方向が＋Ｘ方向、左方向が−Ｘ方向、手前側の方向が−Ｙ方向、奥側の方向が＋Ｙ方向、上方向が＋Ｚ方向、下方向が−Ｚ方向となっている。以下では、目的エリア周辺の空間を示す場合（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の形式で示すものとする。

ここでは、図２に示すように、目的エリアの中心位置ＰＣは、原点Ｐ０から＋Ｘ方向（図２の方から見て右側）に配置されているものとする。また、ここでは、図２に示すように、マイクロホンアレイＭＡＬは原点Ｐ０から−Ｙ方向（図２の方から見て手前側）、マイクロホンアレイＭＡＲは原点Ｐ０から＋Ｙ方向（図２の方から見て奥側）、マイクロホンアレイＭＡＵは原点Ｐ０から＋Ｚ方向（図２の方から見て上側）、マイクロホンアレイＭＡＤは原点Ｐ０から−Ｚ方向（図２の方から見て下側）にそれぞれ配置されているものとする。

図３は、目的エリアＴＡの中心位置から原点Ｐ０への方向（−Ｘ方向；以下、「正面方向」とも呼ぶ）を見た場合における各マイクロホンアレイの配置構成について示した図である。

図２、図３に示すように、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢは、指向性が目的エリアＴＡでのみ重なるように配置されている。また、図２、図３に示すように、各マイクロホンアレイＭＡは２つ以上のマイクロホンＭから構成され、各マイクロホンＭにより音響信号を収音する。

この実施形態では、図３に示すように、収音装置１０は、目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）から見て左右方向（水平方向）に配置されたマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲの組と、目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）から見て上下方向（垂直方向）に配置されたマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢの組とで分けて目的エリアＴＡに対する収音処理を行うものとする。以下では、説明を簡易とするため、収音処理において組（セット；組み合わせ）として扱われる２つのマイクロホンアレイを「マイクロホンアレイセット」と呼ぶものとする。この実施形態では、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲの組をマイクロホンアレイセットＭＳＬＲと呼び、マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢの組をマイクロホンアレイセットＭＳＵＢと呼ぶものとする。

この実施形態では、各マイクロホンアレイに、音響信号を収音する２つのマイクロホンＭ１、Ｍ２が配置されるものとして説明する。すなわち、この実施形態において、各マイクロホンアレイＭＡは、２ｃｈマイクロホンアレイを構成しているものとする。２個のマイクロホンＭ１、Ｍ２の間の距離は限定されないものであるが、この実施形態の例では、２個のマイクロホンＭ１、Ｍ２の間の距離は３ｃｍとする。

この実施形態では、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲは、平面ＤＨ上で、指向性が目的エリアＴＡでのみ重なるように配置されていればどこでも良く、例えば目的エリアＴＡを挟んで対向に配置しても良い。

図４は目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）周辺を上方向（＋Ｚ方向）から見た場合の図である。

図５は、目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）周辺を、中心位置ＰＣから見て左方向（−Ｙ方向）から見た場合の図である。図４、図５では、各マイクロホンアレイから正面方向（マイクロホンＭ１、Ｍ２を結ぶ線と直交する方向；指向性の方向）に直線（点線の矢印）を付している。

ここでは、図４、図５に示すように、各マイクロホンアレイから正面方向に延びる直線（点線の矢印）は、目的エリアＴＡの中心位置ＰＣで交差するように調整されているものとする。

次に、図１を用いて、収音装置１０の内部構成について説明する。

図１に示すように、収音装置１０は、信号入力部１１、入力レベル補正部１２、指向性形成部１３、空間座標データ記憶部１４、遅延補正部１５、補正係数算出部１６、目的エリア音抽出部１７、及び目的エリア音選択部１８を有している。

そして、信号入力部１１、指向性形成部１３、遅延補正部１５、補正係数算出部１６、目的エリア音抽出部１７は、それぞれ２つのマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ、ＭＳＵＢに対応する処理を行う構成要素を有している。具体的には、信号入力部１１、指向性形成部１３、遅延補正部１５、補正係数算出部１６、目的エリア音抽出部１７は、それぞれ信号入力処理部１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）、指向性形成処理部１３１（１３１Ａ、１３１Ｂ）、遅延補正処理部１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ）、補正係数算出処理部１６１（１６１Ａ、１６１Ｂ）、及び目的エリア音抽出処理部１７１（１７１Ａ、１７１Ｂ）を有している。

ここでは、信号入力処理部１１１Ａ、指向性形成処理部１３１Ａ、遅延補正処理部１５１Ａ、補正係数算出処理部１６１Ａ、目的エリア音抽出処理部１７１Ａは、それぞれマイクロホンアレイセットＭＳＬＲに対応する処理を行う構成要素であるものとする。また、ここでは、信号入力処理部１１１Ｂ、指向性形成処理部１３１Ｂ、遅延補正処理部１５１Ｂ、補正係数算出処理部１６１Ｂ、目的エリア音抽出処理部１７１Ｂは、それぞれマイクロホンアレイセットＭＳＵＢに対応する処理を行う構成要素であるものとする。

次に、図２を用いて、収音装置１０のハードウェア構成について説明する。

図２は、収音装置１０のハードウェア構成の例について示したブロック図である。

収音装置１０は、全てハードウェア（例えば、専用チップ等）により構成するようにしてもよいし一部又は全部についてソフトウェア（プログラム）として構成するようにしてもよい。収音装置１０は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータにプログラム（実施形態の収音プログラムを含む）をインストールすることにより構成するようにしてもよい。

図２では、収音装置１０を、ソフトウェア（コンピュータ）を用いて構成する際のハードウェア構成の例について示している。

図２に示す収音装置１０は、ハードウェア的な構成要素として、プログラム（実施形態の収音プログラムを含む）がインストールされたコンピュータ２００を有している。また、コンピュータ２００は、収音プログラム専用のコンピュータとしてもよいし、他の機能のプログラムと共用される構成としてもよい。

図２に示すコンピュータ２００は、プロセッサ２０１、一次記憶部２０２、及び二次記憶部２０３を有している。一次記憶部２０２は、プロセッサ２０１の作業用メモリ（ワークメモリ）として機能する記憶手段であり、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の高速動作するメモリを適用することができる。二次記憶部２０３は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やプログラムデータ（実施形態に係る収音プログラムのデータを含む）等の種々のデータを記録する記憶手段であり、例えば、ＦＬＡＳＨメモリやＨＤＤ等の不揮発性メモリを適用することができる。この実施形態のコンピュータ２００では、プロセッサ２０１が起動する際、二次記憶部２０３に記録されたＯＳやプログラム（実施形態に係る収音プログラムを含む）を読み込み、一次記憶部２０２上に展開して実行する。

なお、コンピュータ２００の具体的な構成は図２の構成に限定されないものであり、種々の構成を適用することができる。例えば、一次記憶部２０２が不揮発メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨメモリ等）であれば、二次記憶部２０３については除外した構成としてもよい。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の収音装置１０の動作を説明する。

信号入力部１１は、各マイクロホンアレイで収音した音響信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し入力する処理を行う。信号入力部１１は、その後、例えば高速フーリエ変換を用いて入力信号（デジタル信号）を、時間領域から周波数領域へ変換する。

上述の通り、信号入力処理部１１１ＡがマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ（マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ）の信号処理を行い、信号入力処理部１１１ＢがマイクロホンアレイセットＭＳＵＢ（マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢ）の信号処理を行う。以下では、各マイクロホンアレイにおいて、マイクロホンＭ１、Ｍ２の周波数領域の入力信号を、それぞれＸ_１、Ｘ_２として説明する。

入力レベル補正部１２は、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢから供給された各入力信号のレベルが全て同じ大きさになるように補正する。入力レベル補正部１２は、例えば、例えば空間座標データ記憶部１４から目的エリアの中心位置ＰＣと各マイクロホンアレイとの距離を取得し、各マイクロホンアレイの距離の差から、各マイクロホンアレイの距離減衰を算出し、最も目的エリアの中心位置ＴＣに近いマイクロホンアレイを目的エリア音を基準として設定し、他のマイクロホンアレイの入力信号を基準のマイクロホンアレイと合わせるように補正するようにしてもよい。もしくは、予め目的エリアＴＡの中心位置ＰＣに図示しないスピーカを設置し、その図示しないスピーカからホワイトノイズを再生して各マイクロホンアレイで収録し、各マイクロホンアレイで収録されるホワイトノイズのレベル差を算出（各マイクロホンアレイで収録されるホワイトノイズのレベルを比較）し、最も大きなホワイトノイズのレベルが収録されたマイクロホンアレイを基準として、他のマイクロホンアレイの入力信号のレベルを補正するようにしてもよい。なお、目的エリアＴＡの中心位置ＰＣから全てのマイクロホンアレイが等距離にある場合は、入力レベル補正部１２の処理を省略するようにしてもよい。

指向性形成部１３は、マイクロホンアレイ毎に入力信号に対し、（４）式に従いＢＦにより目的エリア方向に指向性を形成する。上述の通り、指向性形成処理部１３１ＡがマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ（マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ）の信号処理を行い、指向性形成処理部１３１ＢがマイクロホンアレイセットＭＳＵＢ（マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢ）の信号処理を行う。

以下では、各マイクロホンアレイセットにおいて、任意の一方のマイクロホンアレイのＢＦ出力をＹ_１ｋ（ｎ）とし、他方のマイクロホンアレイのＢＦ出力をＹ_２ｋ（ｎ）として各式が適用されるものとして説明する。例えば、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲのＢＦ出力の振幅スペクトルを、それぞれＹ_１ｋ（ｎ）、Ｙ_２ｋ（ｎ）として各式に適用し、マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢのＢＦ出力の振幅スペクトルを、それぞれＹ_１ｋ（ｎ）、Ｙ_２ｋ（ｎ）として各式に適用するようにしてもよい。

空間座標データ記憶部１４は、全ての目的エリアと各マイクロホンアレイを構成するマイクロホンの位置情報を保持する。

遅延補正部１５は、目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）と各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を算出し、補正する。遅延補正部１５は、まず空間座標データ記憶部１４から目的エリアＴＡの位置（中心位置ＰＣ）と各マイクロホンアレイの位置を取得し、各マイクロホンアレイへの目的エリア音の到達時間の差を算出する。次に、遅延補正部１５は、最も目的エリアから遠い位置に配置されたマイクロホンアレイを基準として、全てのマイクロホンアレイに目的エリア音が同時に到達するように遅延を加える。上述の通り、遅延補正処理部１５１ＡがマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ（マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ）の信号処理を行い、遅延補正処理部１５１ＢがマイクロホンアレイセットＭＳＵＢ（マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢ）の信号処理を行う。なお、目的エリアＴＡの中心位置ＰＣから全てのマイクロホンアレイが等距離にある場合は、遅延補正部１５の処理を省略するようにしてもよい。

補正係数算出部１６は、各マイクロホンアレイセットについて、各ＢＦ出力に含まれる目的エリア音成分の振幅スペクトルを同じにするための補正係数を算出する。補正係数算出部１６は、「（５）式、（６）式」または「（７）式、（８）式」に従い補正係数を算出する。なお、ここでは、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲのＢＦ出力に対する補正係数をα_１（ｎ）、α_２（ｎ）として説明する。また、ここでは、マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢのＢＦ出力に対する補正係数を、α_１（ｎ）、α_２（ｎ）として説明する。例えば、マイクロホンアレイセットＭＳＬＲにおいて、主マイクロホンアレイ（目的エリア音の抽出処理の際に基準となるマイクロホンアレイ）がマイクロホンアレイＭＡＬに設定される場合は、「（６）式、（８）式」により振幅スペクトル補正係数α_１（ｎ）が算出され、必要に応じて「（５）式、（７）式」によりα_２（ｎ）が算出される。

また、ここでは、マイクロホンアレイセットＭＳＬＲ、ＭＳＵＢのそれぞれについて、いずれかのマイクロホンアレイが主マイクロホンアレイとして設定されているものとする。なお、収音装置１０において、マイクロホンアレイセットから主マイクロホンアレイを選択する処理の具体的な手法については限定されないものである。さらに、上述の通り、補正係数算出部１６では、補正係数算出処理部１６１ＡがマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ（マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ）に係る処理を行い、補正係数算出処理部１６１ＢがマイクロホンアレイセットＭＳＵＢ（マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢ）に係る処理を行う。

目的エリア音抽出部１７は、マイクロホンアレイセットＭＳＬＲ、ＭＳＵＢのそれぞれについて、主マイクロホンアレイ（目的エリア音の抽出処理の際に基準となるマイクロホンアレイ）を基準として目的エリア音を抽出する。

例えば、マイクロホンアレイセットＭＳＬＲにおいて、主マイクロホンアレイがマイクロホンアレイＭＡＬに設定される場合、目的エリア音抽出部１７は、補正係数算出部１６で算出した補正係数α_２（ｎ）により各ＢＦ出力を（９）式に従いＳＳし、目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部１７は、抽出した非目的エリア音を各ＢＦの出力から（１１）式に従いＳＳすることにより目的エリア音を抽出する。また、例えば、マイクロホンアレイセットＭＳＬＲにおいて、主マイクロホンアレイがマイクロホンアレイＭＡＲに設定される場合、目的エリア音抽出部１７は、補正係数α_１（ｎ）により各ＢＦ出力を（１０）式に従い目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出する。さらに、目的エリア音抽出部１７は、抽出した非目的エリア音を各ＢＦの出力から（１２）式に従い目的エリア音を抽出する。

なお、上述の通り、目的エリア音抽出部１７では、目的エリア音抽出処理部１７１ＡがマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ（マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ）の信号処理を行い、目的エリア音抽出処理部１７１ＢがマイクロホンアレイセットＭＳＵＢ（マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢ）の信号処理を行う。

目的エリア音選択部１８は、目的エリア音抽出部１７Ａで抽出された目的エリア音と、目的エリア音抽出部１７Ｂで抽出された目的エリア音を比較し、いずれかの目的エリア音を選択して最終的な目的エリア音（出力信号）として出力する出力手段である。目的エリア音選択部１８が、２つの目的エリア音からいずれかを選択する方法については限定されないものであるが、例えば、平均振幅スペクトルに基づいて選択するようにしてもよい。例えば、目的エリア音選択部１８は、２つの目的エリア音についてそれぞれ平均振幅スペクトルを算出して値を比較し、値が小さい方を最終的に選択して出力するようにしてもよい。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の実施形態の収音装置１０では、目的エリア正面の左右方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ（マイクロホンアレイセットＭＳＬＲ）と、上下方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＵＢ（マイクロホンアレイセットＭＳＵＢ）のそれぞれで目的エリア音を抽出し、抽出した目的エリア音の内、音量レベルが小さい方（平均振幅スペクトルが小さい方）を選択して出力している。これにより、第１の実施形態の収音装置１０では、目的エリアの上下左右方向に非目的エリア音が存在しても収音せず、空中に浮かんだ目的エリア内の音を安定的に収音することができる。

また、これにより、第１の実施形態の収音装置１０では、雑音混入による不快感の低減や、音声認識率の向上が期待できる。上下と左右それぞれのマイクロホンアレイの組合せで抽出した目的エリア音を選択することは、上下および左右のマイクロホンアレイによる２つの収音エリアが重なった部分を収音していることになる。つまり、第１の実施形態の収音装置１０では、マイクロホンアレイの設置位置と角度を変更することにより、任意の空中に浮かんだエリア内の音を収音することが可能となる。

例えば、目的エリアの上方向の天井に大音量でアナウンス等の音が再生されるスピーカが配置されている場合、左右のマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ（マイクロホンアレイセットＭＳＬＲ）で抽出した目的エリア音にスピーカ音が含まれるが、上下のマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＵＢ（マイクロホンアレイセットＭＳＵＢ）で抽出した目的エリア音には含まれない。この場合、スピーカ音が含まれる分、左右のマイクロホンアレイで抽出した目的エリア音の方が、上下のマイクロホンアレイで抽出した目的エリア音よりも音量レベルが大きい。つまり、第１の実施形態の収音装置１０では、音量レベルが小さい上下のマイクロホンアレイで抽出した目的エリア音を選択すれば、その目的エリア音にはスピーカ音は含まれないことになる。さらに、目的エリア外で人が話している場合、第１の実施形態の収音装置１０では左右のマイクロホンアレイで抽出した目的エリア音が選択され、目的エリア外の人の声は収音しない。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による収音装置、収音プログラム及び収音方法の第２の実施形態について図面を参照して説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図７は、第２の実施形態の収音装置１０Ａの全体構成を示すブロック図である。図７では、上述の図１と同一又は対応する部分に、同一又は対応する符号を付している。以下では、第２の実施形態について第１の実施形態との差異を中心に説明する。

第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、信号入力部１１、入力レベル補正部１２、指向性形成部１３、遅延補正部１５、補正係数算出部１６、目的エリア音抽出部１７、及び目的エリア音選択部１８が、それぞれ信号入力部１１Ａ、入力レベル補正部１２Ａ、指向性形成部１３Ａ、遅延補正部１５Ａ、補正係数算出部１６Ａ、目的エリア音抽出部１７Ａ、及び目的エリア音選択部１８Ａに置き換わっている。また、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、組合せ選択部１９が加わっている。

図８は、第２の実施形態において、目的エリアＴＡの中心位置から原点Ｐ０への方向を見た場合における各マイクロホンアレイの配置構成について示した図である。

第２の実施形態においてマイクロホンアレイ装置ＭＥを構成する各マイクロホンアレイの物理的な構成（数や配置位置等）は第１の実施形態と同様であるが、収音装置１０Ａにおいて処理されるマイクロホンアレイセットの構成（論理的構成）が異なる。

第１の実施形態では、左右方向（水平方向）に配置されたマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＬＲと、上下方向（垂直方向）に配置されたマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＢの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＵＢを論理的に構成していたが、第２の実施形態では対角上（斜め方向）のマイクロホンアレイの組合せのマイクロホンアレイセットが加わっている。具体的には、第２の実施形態では、図８に示す通り、対角上のマイクロホンアレイの組合せのマイクロホンアレイセットとして、マイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＡＬの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＵＬ、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＢの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＬＢ、マイクロホンアレイＭＡＢ、ＭＡＲの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＢＲ、及びマイクロホンアレイＭＡＲ、ＭＡＵの組合せのマイクロホンアレイセットＭＳＲＵが加わっている。

すなわち、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、６つのマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ、ＭＳＵＢ、ＭＳＵＬ、ＭＳＬＢ、ＭＳＢＲ、ＭＳＲＵが設定可能であるものとする。

ところで、非目的エリア音が目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）の上下方向と左右方向どちらにも存在し、音量が大きい場合、上下・左右どちらかのマイクロホンアレイを使用して目的エリア音を抽出しても、どちらにも非目的エリア音が混入する恐れがある。そこで、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、上下・左右のマイクロホンアレイの組合せだけでなく、対角上にあるマイクロホンアレイの組合せ（上述の６つのマイクロホンアレイセット）も用いて目的エリア音を抽出して比較し、最も抽出される目的エリア音の音量レベルが小さいものを最終的に出力するものとして選択するものとする。

なお、第１の実施形態ではマイクロホンアレイセットごとに処理する構成要素を分離して図示していたが、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは省略して説明している。収音装置１０、１０Ａにおいて、マイクロホンアレイセットごとに処理する構成要素を分離する構成（ソフトウェア的又はハードウェア的に分離して構成）とするようにしてもよいし一体として構成するようにしてもよい。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の収音装置１０Ａの動作を説明する。

以下では、第２の実施形態の収音装置１０Ａの動作について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

信号入力部１１Ａは、各マイクロホンアレイで収音した音響信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し入力信号として出力する処理を行う。

組合せ選択部１９は、上述の６つのマイクロホンアレイセットＭＳＬＲ、ＭＳＵＢ、ＭＳＵＬ、ＭＳＬＢ、ＭＳＢＲ、ＭＳＲＵ（マイクロホンアレイの組合せ）の中から所定のルールに基づきＭ個（２以上でマイクロホンアレイセットの最大数以下の整数；ここでは２以上６以下の整数）選択する。なお、組合せ選択部１９において、選択されるＭ個のマイクロホンアレイセットの組合せは、予め設定された内容としてもよいし、時系列に応じて内容を変更するようにしてもよい。

具体的には、例えば、組合せ選択部１９に、予めマイクロホンアレイの設置環境を考慮し、スピーカなどの非目的エリア音が混入し難いＭ個の組合せ（マイクロホンアレイセット）を設定（例えば、オペレータや設計者等により設定）しておくようにしてもよい。

また、例えば、組合せ選択部１９は、最初は全てのマイクロホンアレイセットを選択し、目的エリア音選択部１８Ａで選択されたマイクロホンアレイセットの情報をもとに、各マイクロホンアレイセットを評価し、その後は評価の高い上位３つのマイクロホンアレイセットを選択するようにしてもよい。

さらに、例えば、組合せ選択部１９は、目的エリア音選択部１８Ａで最終的に選択されるマイクロホンアレイセットにおいて偏りがある場合（例えば、２つのマイクロホンアレイセットが選択される確率が全体の５割以上を占めるなど）、その良く選択される（高頻度で選択される）マイクロホンアレイセットについては固定的に選択し、もう１つは残りのマイクロホンアレイセットからランダムに選択するようにしてもよい。

以下では、組合せ選択部１９により直近に選択されたマイクロホンアレイセットを「選択マイクロホンアレイセット」と呼ぶものとする。

入力レベル補正部１２Ａは、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢから供給された各入力信号のレベルが全て同じ大きさになるように補正する。

指向性形成部１３Ａは、マイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢのそれぞれについてＢＦにより目的エリア方向に指向性を形成する（ＢＦ出力を生成する）。第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、各マイクロホンアレイセットにおいて、任意の一方のマイクロホンアレイのＢＦ出力をＹ_１ｋ（ｎ）とし、他方のマイクロホンアレイのＢＦ出力をＹ_２ｋ（ｎ）として各式が適用されるものとして説明する。

遅延補正部１５Ａは、第１の実施形態と同様に、各マイクロホンアレイのＢＦ出力について目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）と各マイクロホンアレイの距離の違いにより発生する遅延を算出し、補正する。

補正係数算出部１６Ａは、選択マイクロホンアレイセットのそれぞれについて、第１の実施形態と同様に各ＢＦ出力に含まれる目的エリア音成分の振幅スペクトルを同じにするための補正係数を算出する。収音装置１０Ａでは、各マイクロホンアレイセットについて、第１の実施形態と同様にいずれかのマイクロホンアレイが主マイクロホンアレイとして設定されているものとする。

目的エリア音抽出部１７Ａは、選択マイクロホンアレイセットのそれぞれについて、第１の実施形態と同様に主マイクロホンアレイを基準として目的エリア音を抽出する。

目的エリア音選択部１８Ａは、目的エリア音抽出部１７で抽出された目的エリア音のそれぞれ（各選択マイクロホンアレイセットを用いて抽出された目的エリア音）を比較して、いずれかの目的エリア音を選択して最終的な目的エリア音（出力信号）として出力する。目的エリア音選択部１８Ａが、複数の目的エリア音からいずれかの目的エリア音を選択する処理自体は、第１の実施形態と同様の方式を適用するようにしてもよい。また、目的エリア音選択部１８Ａは、目的エリア音の選択結果（いずれのマイクロホンアレイセットの目的エリア音を選択したかの情報）を、組合せ選択部１９にフィードバックする。なお、目的エリア音選択部１８Ａは、組合せ選択部１９の処理で必要な場合、目的エリア音抽出部１７で抽出された目的エリア音を比較した結果（例えば、評価結果の順位）も組合せ選択部１９にフィードバックするようにしてもよい。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて以下のような効果を奏することができる。

第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、第１の実施形態と比較して、対角上のマイクロホンアレイの組合せ（マイクロホンアレイセット）で抽出した目的エリア音を加えた候補の中から、最も平均振幅スペクトルが小さいものを選択して出力している。これにより、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、上述の通り、より安定的に非目的エリア音の混入を抑えつつ目的エリア音の収音を行うことができる。例えば、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、収音エリアの周囲に非目的エリア音が複数存在している環境下でも、非目的エリア音の混入を抑えることができる。

（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による収音装置、収音プログラム及び収音方法の第３の実施形態について図面を参照して説明する。

（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図９は、第３の実施形態の収音装置１０Ｂの全体構成を示すブロック図である。図９では、上述の図１と同一又は対応する部分に、同一又は対応する符号を付している。以下では、第３の実施形態について第１の実施形態との差異を中心に説明する。

第３の実施形態の収音装置１０Ｂでは、目的エリア音選択部１８が、周波数別目的エリア音選択部２０に置き換わっている点で第１の実施形態と異なっている。

（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第３の実施形態の収音装置１０Ｂの動作を説明する。

以下では、第３の実施形態の収音装置１０Ｂの動作について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

上述の通り、第３の実施形態の収音装置１０Ｂでは、周波数別目的エリア音選択部２０のみが第１の実施形態と異なっているので、ここでは周波数別目的エリア音選択部２０の動作についてのみについて説明する。

第１の実施形態の目的エリア音選択部１８は、平均振幅スペクトルに基づいて、目的エリア音抽出部１７Ａで抽出された目的エリア音と目的エリア音抽出部１７Ｂで抽出された目的エリア音とのいずれかを選択して出力していた。これに対して第３の実施形態の周波数別目的エリア音選択部２０は、周波数毎に目的エリア音抽出部１７Ａで抽出された目的エリア音の成分と、目的エリア音抽出部１７Ｂで抽出された目的エリア音の成分とを比較して、周波数毎にいずれかの目的エリア音の成分を選択し、選択した各周波数の成分を集合して１つの目的エリア音（出力信号）を生成して出力する。

周波数別目的エリア音選択部２０が、２つの目的エリア音の成分からいずれかを選択する方法については限定されないものであるが、例えば、２つの目的エリア音の成分（比較する対象となる周波数の成分）の値（パワー）に基づいて選択するようにしてもよい。例えば、周波数別目的エリア音選択部２０は、２つの目的エリア音の成分のうち値が小さい方を最終的に選択して出力するようにしてもよい。

（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第３の実施形態の収音装置１０Ｂでは、目的エリア正面の左右方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲ（マイクロホンアレイセットＭＳＬＲ）と、上下方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＵＢ（マイクロホンアレイセットＭＳＵＢ）のそれぞれで目的エリア音を抽出し、抽出した目的エリア音の内、周波数毎に振幅スペクトルが小さい方を選択して出力している。これにより、第２の実施形態の収音装置１０Ｂでは、例えば、目的エリアの上下左右方向に非目的エリア音が存在しても収音せず、空中に浮かんだエリア内の音を収音することができる。

（Ｄ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｄ−１）第２の実施形態のマイクロホンアレイ装置ＭＥでは、図２、図３に示すように、目的エリア正面の左右方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＬ、ＭＡＲと、上下方向に設置したマイクロホンアレイＭＡＵ、ＭＵＢを用いてエリア収音を行っていた。言い換えると第２の実施形態のマイクロホンアレイ装置ＭＥでは、４つのマイクロホンアレイを原点Ｐ０を中心として十字型状に配置してマイクロホンアレイセットを形成していたが、図１０に示すように原点Ｐ０を中心として格子状に配置してマイクロホンアレイセットを形成するようにしてもよい。

図１０は、第２の実施形態の変形例において目的エリアＴＡの中心位置から原点Ｐ０への方向（−Ｘ方向；正面方向）を見た場合における各マイクロホンアレイの配置構成について示した図である。

図１０に示すマイクロホンアレイ装置ＭＥは、目的エリアＴＡ（中心位置ＰＣ）から見て原点Ｐ０の右斜め上に配置されたマイクロホンアレイＭＡＲＵと、原点Ｐ０の右斜め下に配置されたマイクロホンアレイＭＡＲＢと、原点Ｐ０の左斜め下に配置されたマイクロホンアレイＭＡＬＢと、原点Ｐ０の左斜め上に配置されたマイクロホンアレイＭＡＬＵとを有している。

そして、図１０に示すマイクロホンアレイ装置ＭＥを適用した場合、第２の実施形態の収音装置１０Ａでは、マイクロホンアレイＭＡＬＵ、ＭＡＲＵの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＬＵ＿ＲＵ、マイクロホンアレイＭＡＲＵ、ＭＡＲＢの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＲＵ＿ＲＢ、マイクロホンアレイＭＡＲＢ、ＭＡＬＢの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＲＢ＿ＬＢ、マイクロホンアレイＭＡＬＢ、ＭＡＬＵの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＬＵ＿ＬＢ、マイクロホンアレイＭＡＬＵ、ＭＡＲＢの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＬＵ＿ＲＢ、マイクロホンアレイＭＡＲＵ、ＭＡＬＢの組み合わせのマイクロホンアレイセットＭＳ＿ＲＵ＿ＬＢが形成（設定）されることになる。

（Ｄ−２）上記の各実施形態ではマイクロホンアレイ装置ＭＥに４つのマイクロホンアレイを配置する例について示したが、マイクロホンアレイ装置ＭＥに備えるマイクロホンアレイの数は３以上であればよい。マイクロホンアレイ装置ＭＥに３以上のマイクロホンアレイが配置されていれば、組み合わせにより２つ以上（３つ）のマイクロホンアレイセットを構成することができる。言い換えると、マイクロホンアレイ装置ＭＥには、２以上のマイクロホンアレイセットを形成することができるだけのマイクロホンが配置されていればよい。例えば、図２、図３に示すマイクロホンアレイ装置ＭＥにおいて、下側のマイクロホンアレイＭＡＢを除外した構成としてもよい。

（Ｄ−３）第２の実施形態の収音装置１０Ａにおいて、第３の実施形態と同様に対角上のマイクロホンアレイを組み合わせたマイクロホンアレイセットも加えて処理可能とするようにしてもよい。すなわち、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた収音装置を構成するようにしてもよい。

１０…収音装置、１１…信号入力部、１２…入力レベル補正部、１３…指向性形成部、１４…空間座標データ記憶部、１５…遅延補正部、１６…補正係数算出部、１７…目的エリア音抽出部、１８…目的エリア音選択部、１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ…信号入力処理部、１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ…指向性形成処理部、１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ…遅延補正処理部、１６１、１６１Ａ、１６１Ｂ…補正係数算出処理部、１７１、１７１Ａ、１７１Ｂ…目的エリア音抽出処理部、ＭＥ…マイクロホンアレイ装置、ＭＡ、ＭＡＬ、ＭＡＲ、ＭＡＵ、ＭＡＢ…マイクロホンアレイ、ＭＳ、ＭＳＬＲ、ＭＳＵＢ…マイクロホンアレイセット、Ｍ、Ｍ１、Ｍ２…マイクロホン。

Claims (6)

1. 複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得する指向性形成手段と、
   ２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出手段と、
   それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する出力手段と
   を有することを特徴とする収音装置。
2. 前記出力手段は、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から、最も音量レベルの低い前記目的エリア音を選択し、出力信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の収音装置。
3. 前記出力手段は、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音について周波数毎に成分の値を比較して選択し、選択した周波数ごとの成分に基づいて出力信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の収音装置。
4. 前記出力手段は、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音について周波数毎に最も値の低い成分を選択することを特徴とする請求項３に記載の収音装置。
5. コンピュータを、
   複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得する指向性形成手段と、
   ２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出する目的エリア音抽出手段と、
   それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する出力手段と
   して機能させることを特徴とする収音プログラム。
6. 収音装置が行う収音方法において、
   前記収音装置は、指向性形成手段、目的エリア音抽出手段、及び出力手段を有し、
   前記指向性形成手段は、複数のマイクロホンアレイから供給される入力信号のそれぞれについて、ビームフォーマによって目的エリアが存在する目的エリア方向へ指向性を形成して、前記マイクロホンアレイごとに前記目的エリア方向からの目的方向信号を取得し、
   前記目的エリア音抽出手段は、２つの前記マイクロホンアレイの組み合わせで形成されるマイクロホンアレイセットを３つ以上設定し、それぞれの前記マイクロホンアレイセットについて、それぞれの前記マイクロホンアレイの前記目的方向信号をスペクトル減算することで前記目的エリア方向に存在する非目的エリア音を抽出し、抽出した前記非目的エリア音をいずれかの前記目的方向信号からスペクトル減算することにより目的エリア音を抽出し、
   前記出力手段は、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音を比較した結果に基づき、それぞれの前記マイクロホンアレイセットを用いて抽出された前記目的エリア音から１つの出力信号を生成して出力する
   ことを特徴とする収音方法。

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