JP2023026927A - Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array - Google Patents

Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array Download PDF

Info

Publication number
JP2023026927A
JP2023026927A JP2021132379A JP2021132379A JP2023026927A JP 2023026927 A JP2023026927 A JP 2023026927A JP 2021132379 A JP2021132379 A JP 2021132379A JP 2021132379 A JP2021132379 A JP 2021132379A JP 2023026927 A JP2023026927 A JP 2023026927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microphones
microphone array
matrix
microphone
sensitivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021132379A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
勉 貝塚
Tsutomu Kaizuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kogakuin University
Original Assignee
Kogakuin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kogakuin University filed Critical Kogakuin University
Priority to JP2021132379A priority Critical patent/JP2023026927A/en
Publication of JP2023026927A publication Critical patent/JP2023026927A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

To provide a close-talking microphone array and a setting method for the close-talking microphone array capable of preferentially detecting sound from a near sound source.SOLUTION: The sensitivity and terminal polarity of each of a plurality of microphones 20-1, 20-2, 20-3, ..., and 20-N are set on the basis of the calculated eigenvalues and eigenvectors calculated from a generalized eigenvalue problem for a matrix whose elements are real parts of the specific acoustic impedance on the surface of a microphone array 20, which is a set of the plurality of microphones 20-1, 20-2, 20-3, ..., and 20-N, and a matrix whose elements are the imaginary parts of the specific acoustic impedance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、接話用マイクロホンアレイ及び接話用マイクロホンアレイの設定方法に関する。 The present invention relates to a close-talking microphone array and a method of setting a close-talking microphone array.

雑音の大きい場所で携帯電話等を用いて通話を行うと、話者の音声に周囲の雑音が混ざり、通話相手は話者の音声を聞き取りにくくなるので、音声から雑音を除去する技術が提案されている。例えば、音声に雑音が混入したマイクロホンの計測信号から雑音に係る周波数スペクトルを推定し、推定した周波数スペクトルの値をマイクロホンの計測信号から差し引くという信号処理がある。かかる信号処理では、「音声+雑音」であるマイクロホンの計測信号から「雑音の推定値」を控除することによって、音声から雑音を除去する。 When talking on a cell phone or the like in a noisy place, the speaker's voice is mixed with ambient noise, making it difficult for the other party to hear the speaker's voice. ing. For example, there is signal processing of estimating a frequency spectrum related to noise from a microphone measurement signal in which noise is mixed in speech, and subtracting the estimated frequency spectrum value from the microphone measurement signal. Such signal processing removes noise from speech by subtracting a "noise estimate" from a microphone measurement signal that is "speech plus noise".

しかしながら、音声と雑音とが混在した信号から雑音に係る周波数スペクトルを推定するのは一般的に容易ではなく、推定誤差が生じ得る。マイクロホンの計測信号から推定誤差を含んだ推定値を差し引くと、音声が歪み、通話の明瞭度が劣化するおそれがある。また、通話の明瞭度の劣化をおそれて、マイクロホンの計測信号からの雑音成分の控除を抑制すると、雑音が十分に取り除けないおそれがあった。従って、マイクロホンの計測信号からの雑音成分を控除して音声を明瞭化する際には、雑音に係る周波数スペクトルの推定精度の向上が技術的課題となる。 However, it is generally not easy to estimate the noise-related frequency spectrum from a signal containing both speech and noise, and an estimation error may occur. If the estimated value including the estimation error is subtracted from the measured signal of the microphone, the speech may be distorted and the clarity of the call may be deteriorated. Moreover, if the removal of the noise component from the measurement signal of the microphone is suppressed for fear of degrading the clarity of speech, the noise may not be sufficiently removed. Therefore, when clarifying speech by removing the noise component from the measurement signal of the microphone, it is a technical problem to improve the accuracy of estimating the frequency spectrum associated with the noise.

特許文献1には、受信音に含まれる直接音と間接音(残響音)との比である直間比がマイクロホンと音源との距離に応じて単調に変化することに基づいてマイクロホンと各々の音源との距離を推定し、一定の距離範囲内にあると判定された音源の成分の振幅を強調又は抑圧するフィルタリングによって雑音を除去するマイクロホンアレイに係る発明が開示されている。 In Patent Document 1, the direct ratio, which is the ratio of the direct sound and the indirect sound (reverberant sound) included in the received sound, changes monotonously according to the distance between the microphone and the sound source. An invention is disclosed relating to a microphone array that estimates the distance to a sound source and eliminates noise by filtering that emphasizes or suppresses the amplitude of the component of the sound source determined to be within a certain distance range.

特開2011-53062号公報JP 2011-53062 A

しかしながら、特許文献1に記載の発明は、音源毎にマイクロホンとの距離を推定すると共に、推定した距離に応じて各々の音源に係る信号の振幅を強調又は抑圧するという処理が煩雑であるという問題があった。 However, the invention described in Patent Document 1 has the problem that the process of estimating the distance to the microphone for each sound source and emphasizing or suppressing the amplitude of the signal associated with each sound source according to the estimated distance is complicated. was there.

本発明は、近い音源の音を優先的に検出可能な接話用マイクロホンアレイ及び接話用マイクロホンアレイの設定方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a close-talking microphone array and a setting method of the close-talking microphone array that can preferentially detect sounds from nearby sound sources.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数のマイクロホンの集合であるマイクロホンアレイの表面における比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列とに関する一般化固有値問題から算出される固有値と固有ベクトルとに基づいて、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性が設定される。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a matrix whose elements are real parts of specific acoustic impedance on the surface of a microphone array, which is a set of a plurality of microphones, and whose elements are imaginary parts of the specific acoustic impedance. Based on the eigenvalues and eigenvectors calculated from the generalized eigenvalue problem for the matrix and the polarities of the terminals of each of the plurality of microphones, the sensitivities of the plurality of microphones are set.

この発明によれば、一般化固有値問題から算出される固有値と固有ベクトルとに基づいて、複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性を最適化できる。 According to the present invention, the sensitivity and terminal polarity of each of the multiple microphones can be optimized based on the eigenvalues and eigenvectors calculated from the generalized eigenvalue problem.

なお、請求項2に記載したように、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性は、前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列との積が、前記比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列と前記固有値を要素とする対角行列との積に等しい場合に、前記固有値が最大値となる固有ベクトルの要素に基づいて設定されるようにしてもよい。 In addition, as described in claim 2, the sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones is the product of a matrix whose elements are the imaginary parts of the specific acoustic impedance and a real matrix whose columns are the eigenvectors. , the element of the eigenvector whose eigenvalue is the maximum when it is equal to the product of a matrix whose elements are the real part of the specific acoustic impedance, a real matrix whose columns are the eigenvectors, and a diagonal matrix whose elements are the eigenvalues may be set based on

なお、請求項3に記載したように、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性は、前記比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列との積が、前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列と前記固有値を要素とする対角行列との積に等しい場合に、前記固有値が最小値となる固有ベクトルの要素に基づいて設定されるようにしてもよい。 In addition, as described in claim 3, the sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones are the product of a matrix having the real part of the specific acoustic impedance as an element and a real matrix having the eigenvectors as columns. , the element of the eigenvector whose eigenvalue is the minimum value when it is equal to the product of the matrix whose elements are the imaginary part of the specific acoustic impedance, the real matrix whose columns are the eigenvectors, and the diagonal matrix whose elements are the eigenvalues may be set based on

請求項4に記載の発明は、前記複数のマイクロホンが線状に配設されている。 In the invention according to claim 4, the plurality of microphones are linearly arranged.

請求項5に記載の発明は、前記複数のマイクロホンは、前記複数のマイクロホンの各々が計測対象とする上限周波数における半波長以下の間隔で配設されている。 According to the fifth aspect of the invention, the plurality of microphones are arranged at intervals of half the wavelength or less of the upper limit frequency to be measured by each of the plurality of microphones.

請求項6に記載の発明である接話用マイクロホンアレイの設定方法は、複数のマイクロホンの集合であるマイクロホンアレイの表面における比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列とに関する一般化固有値問題から固有値と固有ベクトルとを算出するステップと、算出した前記固有値と前記固有ベクトルとに基づいて、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性を設定するステップと、を含んでいる。 According to the sixth aspect of the invention, there is provided a method for setting a close-talking microphone array, wherein a matrix whose elements are real parts of the specific acoustic impedance on the surface of the microphone array, which is a set of a plurality of microphones, and an imaginary part of the specific acoustic impedance calculating eigenvalues and eigenvectors from a generalized eigenvalue problem related to a matrix having and includes

本発明によれば、近い音源の音を優先的に検出可能な接話用マイクロホンアレイ及び接話用マイクロホンアレイの設定方法を提供できる、という効果を有する。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a close-talking microphone array and a setting method of the close-talking microphone array capable of preferentially detecting sounds of a nearby sound source.

マイクロホンアレイの構成の一例を示したブロック図である。2 is a block diagram showing an example of the configuration of a microphone array; FIG. マイクロホンが5個の場合のマイクロホンアレイを示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a microphone array with five microphones; (A)はマイクロホンが2個の場合、(B)はマイクロホンが3個の場合、(C)はマイクロホンが4個の場合、(D)はマイクロホンが5個の場合、の各々の配置図である。(A) is two microphones, (B) is three microphones, (C) is four microphones, and (D) is five microphones. be. (A)はマイクロホンが2個の場合、(B)はマイクロホンが3個の場合、(C)はマイクロホンが4個の場合、(D)はマイクロホンが5個の場合、の各々の周波数に対する固有値の変化を示した説明図である。Eigenvalue for each frequency of (A) when there are two microphones, (B) when there are three microphones, (C) when there are four microphones, and (D) when there are five microphones. is an explanatory diagram showing a change in . (A)はマイクロホンが2個の場合、(B)はマイクロホンが3個の場合、(C)はマイクロホンが4個の場合、(D)はマイクロホンが5個の場合、の各々の周波数に対する1次固有ベクトルの変化の一例を示した説明図である。(A) is for two microphones, (B) is for three microphones, (C) is for four microphones, and (D) is for five microphones. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of changes in next eigenvectors; (A)は周波数が300Hzの場合、(B)は周波数が1850Hzの場合、(C)は周波数が3400Hzの場合の、2個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。An example of the sensitivity distribution of a microphone array in which two microphones are linearly arranged, (A) at a frequency of 300 Hz, (B) at a frequency of 1850 Hz, and (C) at a frequency of 3400 Hz. It is an explanatory diagram shown. (A)は周波数が300Hzの場合、(B)は周波数が1850Hzの場合、(C)は周波数が3400Hzの場合の、3個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。An example of the sensitivity distribution of a microphone array in which three microphones are linearly arranged, (A) at a frequency of 300 Hz, (B) at a frequency of 1850 Hz, and (C) at a frequency of 3400 Hz. It is an explanatory diagram shown. (A)は周波数が300Hzの場合、(B)は周波数が1850Hzの場合、(C)は周波数が3400Hzの場合の、4個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。An example of the sensitivity distribution of a microphone array in which four microphones are linearly arranged, (A) at a frequency of 300 Hz, (B) at a frequency of 1850 Hz, and (C) at a frequency of 3400 Hz. It is an explanatory diagram shown. (A)は周波数が300Hzの場合、(B)は周波数が1850Hzの場合、(C)は周波数が3400Hzの場合の、5個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。An example of the sensitivity distribution of a microphone array in which five microphones are linearly arranged, (A) at a frequency of 300 Hz, (B) at a frequency of 1850 Hz, and (C) at a frequency of 3400 Hz. It is an explanatory diagram shown. 1個のマイクロホンの感度分布の一例を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of sensitivity distribution of one microphone; (A)は周波数が300Hzの場合、(B)は周波数が1850Hzの場合、(C)は周波数が3400Hzの場合の、4個のマイクロホンで構成された2次勾配マイクにおける感度分布の一例を示した説明図である。(A) is 300 Hz, (B) is 1850 Hz, and (C) is 3400 Hz. It is an explanatory diagram. (A)は1個のマイクロホンの周波数に対する感度特性を、(B)5個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの周波数に対する感度特性を、各々示した説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram showing the frequency sensitivity characteristic of one microphone, and FIG. 4B showing the frequency sensitivity characteristic of a microphone array in which five microphones are linearly arranged;

以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、接話用マイクロホンアレイに本発明を適用した場合について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a close-talking microphone array will be described.

本実施形態では、後処理によってマイクロホンの計測信号から雑音成分を除去するのではなく、雑音を拾いにくいマイクロホンを構成するというアプローチが提案されている。携帯電話やヘッドセット等の接話型の通話機器では、話者の口とマイクロホンの距離が近いのに対し、周囲の雑音源とマイクロホンの距離は遠い。従って、近くの音源から出される音を高い感度で計測し、遠くの音源から出される音を低い感度で計測するマイクロホンであれば、話者の音声を優先的に検出できる。 This embodiment proposes an approach of constructing a microphone that is less likely to pick up noise, rather than removing noise components from the measurement signal of the microphone by post-processing. In close-talking devices such as mobile phones and headsets, the distance between the speaker's mouth and the microphone is short, but the distance between the surrounding noise sources and the microphone is long. Therefore, a microphone that measures sound emitted from a nearby sound source with high sensitivity and measures sound emitted from a distant sound source with low sensitivity can preferentially detect a speaker's voice.

実用化済みの技術例として、勾配マイク(差動マイク)がある。 勾配マイクは、2個のマイクロホンを並べ、両者の計測信号の差分を検出する。検出される差分は、音圧の勾配に比例する。音圧そのものよりも、音圧の勾配の方が、近くの音源を強調する感度特性となる。また、より多くのマイクロホンを用意し、より高次の勾配を求めれば、近くの音源を更に強調できる。しかしながら、音圧の勾配が近くの音源を強調するのは確かだが、音圧の勾配が近くの音源を最大限に強調するとは限らない。 Gradient mics (differential mics) are examples of technologies already in practical use. A gradient microphone arranges two microphones and detects the difference between the two measurement signals. The detected difference is proportional to the sound pressure gradient. The gradient of the sound pressure is the sensitivity characteristic that emphasizes the nearby sound source rather than the sound pressure itself. Also, by providing more microphones and obtaining higher-order gradients, nearby sound sources can be further emphasized. However, while sound pressure gradients do enhance nearby sound sources, sound pressure gradients do not always maximize nearby sound sources.

本実施形態では、マイクロホンアレイの表面の比音響インピーダンスに関する固有値及び固有ベクトルを算出し、算出した固有値及び固有ベクトルに基づいてマイクロホンアレイを構成する各々のマイクロホンの感度を示す振幅(以下、「感度」と称する)及び各々のマイクロホンの端子の電気的極性を示す位相(以下、「極性」と称する)を設定することにより、近くの音源からの音声を有効に検出すると共に、周囲の雑音を拾いにくくする。 In this embodiment, eigenvalues and eigenvectors relating to the specific acoustic impedance of the surface of the microphone array are calculated, and based on the calculated eigenvalues and eigenvectors, amplitudes (hereinafter referred to as “sensitivities”) indicating the sensitivity of each microphone constituting the microphone array ) and the phase indicating the electrical polarity of each microphone terminal (hereinafter referred to as “polarity”) to effectively detect sounds from nearby sound sources and make it difficult to pick up ambient noise.

図1は、本実施形態に関わる音響入力装置10の構成を示す説明図である。音響入力装置10は、マイクロホンアレイ20と、アンプアレイ30とを備えている。マイクロホンアレイ20は、線状に配列されているN個のマイクロホン20-1、20-2、20-3、…、20-Nを備えている。ここで、Nは2以上の整数である。マイクロホンアレイ20を駆動する事前準備として、マイクロホンアレイ20の所定の固有ベクトルは、計算済みであるものとする。固有ベクトルは、N個のマイクロホン20-1、20-2、20-3、…、20-Nのそれぞれの感度及び極性に対応するN個のベクトル要素を有する。例えば、固有ベクトルのN個のベクトル要素のうちi番目のベクトル要素は、マイクロホンアレイ20のうちi番目のマイクロホン20-iの感度及び極性を示す。ここで、iは1以上N以下の整数である。アンプアレイ30は、N個のアンプ30-1、30-2、30-3、…、30-Nを備えている。アンプアレイ30のうちi番目のアンプ30-iは、固有ベクトルのN個のベクトル要素のうちi番目のベクトル要素に従って、マイクロホンアレイ20のうちi番目のマイクロホン20-iの感度及び極性を制御する。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a sound input device 10 according to this embodiment. The acoustic input device 10 has a microphone array 20 and an amplifier array 30 . The microphone array 20 includes N microphones 20-1, 20-2, 20-3, . . . , 20-N linearly arranged. Here, N is an integer of 2 or more. As a preparation for driving the microphone array 20, the predetermined eigenvectors of the microphone array 20 are assumed to have been calculated. The eigenvector has N vector elements corresponding to the sensitivity and polarity of each of the N microphones 20-1, 20-2, 20-3, . . . , 20-N. For example, the i-th vector element of the N vector elements of the eigenvector indicates the sensitivity and polarity of the i-th microphone 20-i in the microphone array 20. FIG. Here, i is an integer of 1 or more and N or less. The amplifier array 30 includes N amplifiers 30-1, 30-2, 30-3, . . . , 30-N. The i-th amplifier 30-i of the amplifier array 30 controls the sensitivity and polarity of the i-th microphone 20-i of the microphone array 20 according to the i-th vector element of the N vector elements of the eigenvector.

本実施形態では、アンプアレイ30によって、マイクロホン20-1、20-2、20-3、…、20-Nの各々の感度及び極性を調整するが、アンプアレイ30を介さずに、マイクロホン20-1、20-2、20-3、…、20-Nの各々の感度及び極性を任意に設定可能であってもよい。 In this embodiment, the amplifier array 30 adjusts the sensitivity and polarity of each of the microphones 20-1, 20-2, 20-3, . . . , 20-N. The sensitivity and polarity of each of 1, 20-2, 20-3, . . . , 20-N may be arbitrarily set.

マイクロホン20-1、20-2、20-3、…、20-Nの各々は、ダイナミックマイクロホン、コンデンサマイクロホン、カーボンマイクロホン、及び圧電マイクロホンのいずれかである。 Each of the microphones 20-1, 20-2, 20-3, . . . , 20-N is either a dynamic microphone, a condenser microphone, a carbon microphone, or a piezoelectric microphone.

まず、マイクロホンアレイに代えてスピーカアレイを考える。スピーカアレイから出される音(複素音響パワー)は、遠距離まで届く成分と(複素音響パワーの実部)、近距離に留まる成分(複素音響パワーの虚部)とに分けられる。複素音響パワーの実部は、アクティブ音響パワーと呼ばれる。一方、複素音響パワーの虚部は、リアクティブ音響パワーと呼ばれる。アクティブ音響パワーに対するリアクティブ音響パワーの比率を高められれば、近くにだけ音を届けることができる。後述の一般化固有値問題の固有値が、アクティブ音響パワーに対するリアクティブ音響パワーの比率に相当する。後述の一般化固有値問題の固有ベクトルが、スピーカアレイを構成する各スピーカの振幅及び極性に相当する。つまり、固有値が最大の固有ベクトルに従って各スピーカの振幅及び極性を設定すれば、近くにだけ音を届けやすいスピーカアレイを実現できる。相反性により、この考えはマイクロホンアレイの設計に応用できる。すなわち、固有値が最大の固有ベクトルに従って各マイクロホンの感度及び極性を設定すれば、近くの音源から出される音だけを計測しやすいマイクロホンアレイを実現できる。 First, consider a speaker array instead of a microphone array. The sound (complex acoustic power) emitted from the speaker array is divided into a long-range component (real part of complex acoustic power) and a short-range component (imaginary part of complex acoustic power). The real part of the complex acoustic power is called active acoustic power. On the other hand, the imaginary part of the complex acoustic power is called reactive acoustic power. If the ratio of reactive sound power to active sound power can be increased, sound can be delivered only to nearby areas. The eigenvalue of the generalized eigenvalue problem described below corresponds to the ratio of reactive acoustic power to active acoustic power. Eigenvectors of the generalized eigenvalue problem, which will be described later, correspond to the amplitude and polarity of each speaker that constitutes the speaker array. In other words, by setting the amplitude and polarity of each speaker according to the eigenvector having the maximum eigenvalue, it is possible to realize a speaker array that easily delivers sound only to nearby areas. Due to reciprocity, this idea can be applied to the design of microphone arrays. That is, by setting the sensitivity and polarity of each microphone according to the eigenvector having the maximum eigenvalue, it is possible to realize a microphone array that can easily measure only sounds emitted from nearby sound sources.

ここで、マイクロホンに代えてN個のスピーカを想定する。N個のスピーカの各々の表面の複素音圧をベクトル要素とする列ベクトルである複素音圧ベクトルをpとし、N個のスピーカのそれぞれの複素速度(振動面の法線方向の振動速度)をベクトル要素とする列ベクトルである複素速度ベクトルをvとし、スピーカ表面の比音響インピーダンスを行列要素とする比音響インピーダンス行列をZとすると、下記の式(1)が成立する。比音響インピーダンス行列Zは、音響の相反性により、対称行列となる。ここで、pがN行1列のベクトルであり、vがN行1列のベクトルであるなら、ZはN行N列の行列となる。そして、Zのi行j列要素は、i番目のスピーカ表面とj番目のスピーカ表面との間の比音響インピーダンスになる。

Figure 2023026927000002
Now assume N loudspeakers instead of microphones. Let p be the complex sound pressure vector, which is a column vector whose vector element is the complex sound pressure on the surface of each of the N speakers, and let the complex velocity of each of the N speakers (vibration velocity in the normal direction of the vibration surface) be If v is a complex velocity vector that is a column vector with vector elements, and Z is a specific acoustic impedance matrix that has a specific acoustic impedance of the speaker surface as a matrix element, the following equation (1) holds. The specific acoustic impedance matrix Z becomes a symmetric matrix due to acoustic reciprocity. Here, if p is an N-by-1 vector and v is an N-by-1 vector, then Z is an N-by-N matrix. The i-th row and j-th column element of Z is then the specific acoustic impedance between the i-th and j-th speaker surfaces.
Figure 2023026927000002

複素音響パワーWは、下記の式(2)で表される。式(2)中のsは各スピーカの振動面の面積である。説明の便宜上、式(2)では、各スピーカの振動面の面積は、同一である場合を想定しているが、各スピーカの振動面の面積は必ずしも同一である必要はない。
また、vHは、複素速度ベクトルvの共役転置である。

Figure 2023026927000003
The complex acoustic power W is represented by the following formula (2). s in Equation (2) is the area of the vibration surface of each speaker. For convenience of explanation, in equation (2), it is assumed that the areas of the vibration surfaces of the speakers are the same, but the areas of the vibration surfaces of the speakers do not necessarily have to be the same.
Also, v H is the conjugate transpose of the complex velocity vector v.
Figure 2023026927000003

複素音響パワーWは、下記のように実部Wrと虚部Wiとを含む。下記の式において、Wrはアクティブ音響パワーを示し、Wiは、リアクティブ音響パワーを示す。

Figure 2023026927000004
The complex acoustic power W includes a real part W r and an imaginary part W i as follows. In the equations below, W r denotes active sound power and W i denotes reactive sound power.
Figure 2023026927000004

また、比音響インピーダンス行列Zも、下記のように実部Zrと虚部Ziとを含む。下記の式において、Zrは、音響レジスタンス行列を示し、Ziは、音響リアクタンス行列を示す。

Figure 2023026927000005
The specific acoustic impedance matrix Z also includes a real part Z r and an imaginary part Z i as follows. In the equations below, Z r denotes an acoustic resistance matrix and Z i denotes an acoustic reactance matrix.
Figure 2023026927000005

従って、複素音響パワーWの実部Wr及び虚部Wiは、下記の式(3)、(4)のようになる。

Figure 2023026927000006
Therefore, the real part W r and the imaginary part W i of the complex acoustic power W are given by the following equations (3) and (4).
Figure 2023026927000006

スピーカアレイにおいては、アクティブ音響パワーWrに対するリアクティブ音響パワーWiの比率(Wi/Wr)であるRA比を高めることにより、近距離場での聞き取りに適した構成を得ることができる。RA比は、後述するように、一般化固有値問題における固有値に一致し、固有値が最大となる固有ベクトルに基づいて、マイクロホンアレイ20を構成する個々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。 In a speaker array, a configuration suitable for listening in the near field can be obtained by increasing the RA ratio, which is the ratio of reactive acoustic power W i to active acoustic power W r (W i /W r ). . As will be described later, the RA ratio matches the eigenvalues in the generalized eigenvalue problem, and sets the sensitivity and polarity of the individual microphones that make up the microphone array 20 based on the eigenvector that maximizes the eigenvalue.

下記の式(5)に示したように、音響レジスタンス行列と音響リアクタンス行列とにおける一般化固有値問題を定義する。下記の式において、Λは固有値を要素とする対角行列であり、Φは固有ベクトルを列とする実数行列である。また、音響レジスタンス行列Zrは、実数、正定である対称行列であり、音響リアクタンス行列Ziは、実数である対称行列である。また、一般化固有値問題において、固有値は実数、固有ベクトルは実数ベクトルである。一般化固有値問題は、下記の式(5)において、音響リアクタンス行列Ziと音響レジスタンス行列Zrとの各々を、左辺と右辺とで入れ替えても成立する。ただし、式(5)において音響リアクタンス行列Ziと音響レジスタンス行列Zrと入れ替えた場合の一般化固有値問題の固有値は、元の式(5)におけるRA比の逆数となる。従って、かかる場合には、固有値が最小となる場合の固有ベクトルに基づいて、マイクロホンアレイ20を構成する個々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。

Figure 2023026927000007
Define a generalized eigenvalue problem on the acoustic resistance matrix and the acoustic reactance matrix, as shown in equation (5) below. In the following equations, Λ is a diagonal matrix whose elements are eigenvalues, and Φ is a real matrix whose columns are eigenvectors. The acoustic resistance matrix Z r is a real positive definite symmetric matrix, and the acoustic reactance matrix Z i is a real symmetric matrix. Also, in the generalized eigenvalue problem, eigenvalues are real numbers and eigenvectors are real vectors. The generalized eigenvalue problem is established even if the acoustic reactance matrix Z i and the acoustic resistance matrix Z r are interchanged on the left side and the right side in the following equation (5). However, the eigenvalue of the generalized eigenvalue problem when the acoustic reactance matrix Z i and the acoustic resistance matrix Z r are exchanged in Equation (5) is the reciprocal of the RA ratio in the original Equation (5). Therefore, in such a case, the sensitivity and polarity of the individual microphones forming the microphone array 20 are set based on the eigenvector that minimizes the eigenvalue.
Figure 2023026927000007

一般化固有値問題を解くに際して、音響レジスタンス行列Zrについての標準固有値問題を最初に解く。実数、正である固有値を要素とする対角行列Λrと、実数である固有ベクトルを列とする直交行列Φrとは、下記の式(6)を満たす。

Figure 2023026927000008
In solving the generalized eigenvalue problem, we first solve the standard eigenvalue problem for the acoustic resistance matrix Z r . The diagonal matrix Λ r whose elements are real and positive eigenvalues and the orthogonal matrix Φ r whose columns are real eigenvectors satisfy the following equation (6).
Figure 2023026927000008

上記の式(6)において、ΦT rは、Φrの転置行列である。ΦrΛr -1/2を用いることにより、音響リアクタンス行列Ziを下記の式(7)のように変換する。

Figure 2023026927000009
In equation (6) above, Φ T r is the transposed matrix of Φ r . By using Φ r Λ r −1/2 , the acoustic reactance matrix Z i is transformed as shown in Equation (7) below.
Figure 2023026927000009

上記の式(7)において、-1/2は、対角要素の平方根の逆数を意味する。Zi’は、実数である対称行列である。次に、Zi’についての標準固有値問題を解く。実数である固有値を各対角要素に並べた対角行列Λと、実数である固有ベクトルを各列に並べた直交行列Φiとは、下記の式(8)を満たす。

Figure 2023026927000010
In equation (7) above, -1/2 means the reciprocal of the square root of the diagonal element. Z i ' is a symmetric matrix that is real. Then solve the standard eigenvalue problem for Z i '. A diagonal matrix Λ in which real-number eigenvalues are arranged in each diagonal element and an orthogonal matrix Φ i in which real-number eigenvectors are arranged in each column satisfy the following equation (8).
Figure 2023026927000010

実数行列であるΦを下記の式(9)のように定義すると、式(10)及び式(11)に示すような対角化が可能になる。

Figure 2023026927000011

Figure 2023026927000012
Defining Φ, which is a real matrix, as in Equation (9) below enables diagonalization as shown in Equations (10) and (11).
Figure 2023026927000011

Figure 2023026927000012

式(10)におけるIは、単位行列である。式(10)の両辺に右側からΛを乗じ、その結果を式(11)と比較すると、式(5)が得られる。式(10)及び式(11)に示す対角化により、複素音響パワーWは、式(13)のように記述できる。 I in Equation (10) is a unit matrix. Multiplying both sides of equation (10) by Λ from the right side and comparing the result with equation (11) yields equation (5). The complex acoustic power W can be expressed as in Equation (13) by the diagonalization shown in Equations (10) and (11).

複数のスピーカで構成されたスピーカアレイでは複数の固有値及び固有ベクトルが存在するが、特定の次数m(m次)の固有ベクトルφmにのみ基づいてスピーカアレイを設計する場合、複素速度ベクトルvは下記の式(12)で示される。ただし、umは任意の係数である。

Figure 2023026927000013
A speaker array composed of a plurality of speakers has a plurality of eigenvalues and eigenvectors, but when designing a speaker array based only on the eigenvector φm of a specific order m (mth order), the complex velocity vector v is as follows: It is shown by Formula (12). However, u m is an arbitrary coefficient.
Figure 2023026927000013

このとき、複素音響パワーWは、下記の式(13)で示される。

Figure 2023026927000014
At this time, the complex acoustic power W is given by the following equation (13).
Figure 2023026927000014

m次の固有値λmは、アクティブ音響パワーWr に対するリアクティブ音響パワーWiの比であるRA比を意味する。また、固有ベクトルφmは、各スピーカの振幅及び位相を意味する(この固有ベクトルは一般化放射モードとも呼ばれる)。従って、RA比を最大にするには、固有値が最大の固有ベクトルに従って各スピーカの振幅及び位相を設定する。なお,固有値λmも固有ベクトルφmも実数なので、位相の設定と言っても、スピーカの端子の電気的な極性の正負を設定するだけでよい。 The mth-order eigenvalue λ m means the RA ratio, which is the ratio of the reactive acoustic power W i to the active acoustic power W r . Also, the eigenvector φ m means the amplitude and phase of each loudspeaker (this eigenvector is also called generalized radiation mode). Therefore, to maximize the RA ratio, set the amplitude and phase of each speaker according to the eigenvector with the largest eigenvalue. Since both the eigenvalue λ m and the eigenvector φ m are real numbers, setting the phase only requires setting the positive or negative electrical polarity of the speaker terminal.

上述のスピーカアレイの理論を、接話用マイクロホンアレイに応用していく。まず、スピーカアレイにおける式(12)を考慮すると、RA比を最大にするには、固有値が最大の固有ベクトルに従って各スピーカの振幅及び位相を設定することになる。 We will apply the above speaker array theory to a close-talking microphone array. First, considering equation (12) in the speaker array, maximizing the RA ratio means setting the amplitude and phase of each speaker according to the eigenvector with the largest eigenvalue.

ここで、任意の位置roで観測される複素音圧p(ro)は、下記の式(14)で表される。下記の式(14)において、zは音源と観測点との間の音響伝達関数である比音響インピーダンスの行ベクトルである。音圧レベルは、スピーカアレイから近い場合は高くなり、遠い場合は低くなることが予想される。

Figure 2023026927000015
Here, the complex sound pressure p(r o ) observed at an arbitrary position r o is represented by the following equation (14). In Equation (14) below, z is the row vector of specific acoustic impedance, which is the acoustic transfer function between the sound source and the observation point. The sound pressure level is expected to be higher when closer to the speaker array and lower when farther away.
Figure 2023026927000015

続いて、音源と観測点とを入れ替えて考えると、相反性により、下記の式(15)が成り立つ。式(15)におけるq(ro)=Svは、roに位置する音源の複素体積速度(m3/s)であり、ここでのvは、この音源の表面積をSとしたときに対応する複素速度である。

Figure 2023026927000016
Next, when the sound source and the observation point are exchanged, the following formula (15) holds due to reciprocity. q(r o )=Sv in equation (15) is the complex volume velocity (m 3 /s) of the sound source located at r o , where v corresponds to S being the surface area of this sound source. is the complex velocity for
Figure 2023026927000016

式(15)中のpは、マイクロホンアレイを構築する各マイクロホンで観測される複素音圧をベクトル要素とする列ベクトルである。そして、下記の式(16)で表されるフィルタ処理を行う。

Figure 2023026927000017
p in Equation (15) is a column vector whose vector elements are the complex sound pressures observed by the microphones forming the microphone array. Then, filter processing represented by the following equation (16) is performed.
Figure 2023026927000017

式(16)左辺のφT mpは、φT mTに比例し、かつφT mT=zφmであり、さらに式(14)より、複素音圧p(ro)は、zφmに比例する。それゆえに、マイクロホンアレイの感度は、マイクロホンアレイが音源からから近い場合は高くなり、遠い場合は低くなることが見込まれる。 φ T m p on the left side of Equation (16) is proportional to φ T m z T and φ T m z T =zφ m , and from Equation (14), the complex sound pressure p(r o ) is proportional to zφ m . Therefore, the sensitivity of the microphone array is expected to be high when the microphone array is close to the sound source and low when far from the sound source.

本実施形態では、音響レジスタンス行列Zr及び音響リアクタンス行列Ziに係る一般化固有値問題を解くことにより、マイクロホンアレイを構成する各マイクロホンの感度及び極性を決定する。マイクロホンアレイにおける至適なフィルタφT mは、固有値が最大となる固有ベクトルとして得られる。比音響インピーダンスは周波数に依存し、固有値及び固有ベクトルは周波数に依存する。 In this embodiment, the sensitivity and polarity of each microphone constituting the microphone array are determined by solving a generalized eigenvalue problem related to the acoustic resistance matrix Z r and the acoustic reactance matrix Z i . The optimal filter φ T m in the microphone array is obtained as the eigenvector with the maximum eigenvalue. The specific acoustic impedance is frequency dependent, and the eigenvalues and eigenvectors are frequency dependent.

本実施形態では、最大固有値に係る固有ベクトルは、マイクロホンアレイを構成する個々のマイクロホンの感度(振幅)及び極性(位相)を示す。上述のように、固有値及び固有ベクトルは実数で構成されるので、個々のマイクロホンの位相の調整は、正又は負のうち何れか一方の符号を設定するだけでよい。 In this embodiment, the eigenvector associated with the maximum eigenvalue indicates the sensitivity (amplitude) and polarity (phase) of each microphone that constitutes the microphone array. As mentioned above, since the eigenvalues and eigenvectors consist of real numbers, adjusting the phase of an individual microphone only requires setting either positive or negative sign.

続いて、本実施の形態に係るマイクロホンアレイ20の作用について説明する。本実施形態では、シミュレーションモデルを用いて、マイクロホンアレイ20の特性を解析する。当該シミュレーションでは、マイクロホンアレイ20表面の比音響インピーダンスzは、マイクロホンアレイ20と同じ幾何学形状のスピーカアレイ表面の比音響インピーダンスとして、下記の式(17)によって算出される。

Figure 2023026927000018
Next, the operation of the microphone array 20 according to this embodiment will be described. In this embodiment, the characteristics of the microphone array 20 are analyzed using a simulation model. In the simulation, the specific acoustic impedance z of the surface of the microphone array 20 is calculated as the specific acoustic impedance of the surface of the speaker array having the same geometrical shape as the microphone array 20 by the following formula (17).
Figure 2023026927000018

上記の式(17)において、ρは空気密度で、ρ=1.21kg/m3であり、kは波数で、k=ω/cであり、ωは角周波数、cは空気中の音速であり、c=340m/sであり、rは音源と観測点との距離である。 In equation (17) above, ρ is the air density, ρ = 1.21 kg/m 3 , k is the wavenumber, k = ω/c, ω is the angular frequency, and c is the speed of sound in air. , where c=340 m/s and r is the distance between the sound source and the observation point.

前述のように、比音響インピーダンス行列Zのi行j列要素は、i番目のスピーカ表面とj番目のスピーカ表面の間の比音響インピーダンスである。式(17)左辺のzは、比音響インピーダンス行列Zの行列要素を示す。式(17)右辺のrは、i番目のスピーカ表面とj番目のスピーカ表面との間の距離である。行列Zの非対角要素(i≠j)を計算する場合、r≠0なので、rを右辺の分母に有する式(17)を適用できる。しかし、行列Zの対角要素(i=j)を計算する場合、r=0なので、右辺の分母にrを有する式(17)では、計算結果が発散してしまう。かかる場合には、上記の式(17)に代えて、下記の式(18)を用いてzを算出する。 As mentioned above, the i-th row, j-th column element of the specific acoustic impedance matrix Z is the specific acoustic impedance between the i-th speaker surface and the j-th speaker surface. The z on the left side of the equation (17) indicates a matrix element of the specific acoustic impedance matrix Z. The r on the right side of equation (17) is the distance between the i-th speaker surface and the j-th speaker surface. When calculating the off-diagonal elements (i≠j) of the matrix Z, since r≠0, Equation (17) having r as the denominator on the right side can be applied. However, when calculating the diagonal elements (i=j) of the matrix Z, since r=0, the calculation result diverges in Equation (17) having r in the denominator on the right side. In such a case, z is calculated using the following equation (18) instead of the above equation (17).

特異な場合として、r=0での比音響インピーダンスzを算出する式(18)は下記のようになる。式(18)において、lpは、正方形であるとみなしたマイクロホンの振動板の一辺の長さであり、S=lp 2(一例として、lp=0.005m)である。

Figure 2023026927000019
As a peculiar case, Equation (18) for calculating the specific acoustic impedance z at r=0 is as follows. In equation (18), l p is the length of one side of the microphone diaphragm assumed to be square, and S=l p 2 (for example, l p =0.005 m).
Figure 2023026927000019

図2は本発明の実施形態に関わるマイクロホンアレイ20の一例を示す説明図である。図2に示すマイクロホンアレイ20は、固有値及び固有ベクトルの数値解析を行うためのシミュレーションモデルであり、この例では、マイクロホンアレイ20は、XYZ空間内のXY平面(無限大バッフル)のX軸上に配置される5個のマイクロホン20-1、20-2、…、20-5を備えている。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the microphone array 20 according to the embodiment of the invention. The microphone array 20 shown in FIG. 2 is a simulation model for numerical analysis of eigenvalues and eigenvectors. In this example, the microphone array 20 is arranged on the X axis of the XY plane (infinite baffle) in the XYZ space. It has five microphones 20-1, 20-2, . . . , 20-5.

X方向における各マイクロホンの間隔はLである。後述するように、数値解析のシミュレーションでは、L=0.015mとした。 The spacing of each microphone in the X direction is L x . As will be described later, in the numerical analysis simulation, L x =0.015 m.

図3は、本実施形態におけるシミュレーションにおける、各々のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイ20の構成の一例を示した説明図である。図3(A)はマイクロホンが2個の場合、図3(B)はマイクロホンが3個の場合、図3(C)はマイクロホンが4個の場合、図3(D)はマイクロホンが5個の場合を各々示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the microphone array 20 in which the respective microphones are linearly arranged in the simulation of this embodiment. 3(A) shows the case of two microphones, FIG. 3(B) shows the case of three microphones, FIG. 3(C) shows the case of four microphones, and FIG. 3(D) shows the case of five microphones. Each case is shown.

図3(A)~(D)のいずれの場合も、マイクロホンアレイの中心はx軸の原点Oと一致している。隣接したマイクロホンの間隔は、計測対象とする上限周波数である3400Hz時の音波の波長の半波分の長さである0.015mである。一般に、音声通話の周波数帯は300Hzから3400Hzであり、3400Hzは、当該周波数帯の上限値に相当する。 In any case of FIGS. 3A to 3D, the center of the microphone array coincides with the origin O of the x-axis. The interval between adjacent microphones is 0.015 m, which is the half-wave length of the sound wave at 3400 Hz, which is the upper limit frequency to be measured. Generally, the frequency band for voice calls is from 300 Hz to 3400 Hz, and 3400 Hz corresponds to the upper limit of the frequency band.

図4は、本実施形態におけるシミュレーションにおける、各々のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイ20の周波数に対する固有値の変化を示した説明図である。図4(A)はマイクロホンが2個の場合、図4(B)はマイクロホンが3個の場合、図4(C)はマイクロホンが4個の場合を、図4(D)はマイクロホンが5個の場合を各々示している。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in eigenvalues with respect to frequencies of the microphone array 20 in which the respective microphones are linearly arranged in a simulation according to this embodiment. 4A shows the case of two microphones, FIG. 4B shows the case of three microphones, FIG. 4C shows the case of four microphones, and FIG. 4D shows the case of five microphones. , respectively.

一般化放射モードは、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの個数に応じた次数の放射モードで構成される。例えば、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンが2個の場合は、1次の放射モードと2次の放射モードを有し、マイクロホンが3個の場合は、1次の放射モードと2次の放射モードと3次の放射モードとを有する。 The generalized radiation mode is composed of radiation modes of orders corresponding to the number of microphones forming the microphone array 20 . For example, if the microphone array 20 has two microphones, it has a primary radiation mode and a secondary radiation mode, and if there are three microphones, it has a primary radiation mode and a secondary radiation mode. and a third-order radiation mode.

図4では、固有値の大きい順に、1次、2次、3次…と番号を付けている。従って、次数が小さいほど、固有値は大きくなり、1次の固有値が、最大の固有値となる。また、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの数が多いほど、固有値の最大値は大きくなる。 In FIG. 4, numbers are assigned to primary, secondary, tertiary, . . . in descending order of eigenvalues. Therefore, the smaller the order, the larger the eigenvalue, and the first-order eigenvalue is the maximum eigenvalue. Also, the greater the number of microphones forming the microphone array 20, the greater the maximum eigenvalue.

従って、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの個数が多いほど、マイクロホンアレイ20におけるRA比を大きくすることができる。 Therefore, as the number of microphones forming the microphone array 20 increases, the RA ratio in the microphone array 20 can be increased.

図5(A)はマイクロホンが2個の場合、図5(B)はマイクロホンが3個の場合、図5(C)はマイクロホンが4個の場合、図5(D)はマイクロホンが5個の場合、の各々における周波数300Hz、1850Hz、3400Hzでの固有ベクトルの変化の一例を示した説明図である。 FIG. 5A shows the case with two microphones, FIG. 5B shows the case with three microphones, FIG. 5C shows the case with four microphones, and FIG. 5D shows the case with five microphones. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of changes in eigenvectors at frequencies of 300 Hz, 1850 Hz, and 3400 Hz in each of cases 1 and 2;

図5(A)~(D)の各々は、各々の固有ベクトルのベクトル要素における最大の絶対値で正規化されている。また、固有ベクトルの各々はマイクロホンアレイ20を構成する個々のマイクロホンの振幅(感度)及び位相(極性)を示す。具体的には、固有ベクトルのベクトル要素の数値は個々のマイクロホンの振幅(感度)を、固有ベクトルのベクトル要素の符号は個々のマイクロホンの位相(極性)を、各々示している。例えば、固有ベクトルのベクトル要素の数値の絶対値が大きければ、当該マイクロホンには高い感度が要求され、当該マイクロホンの固有ベクトルのベクトル要素の符号がマイナスであれば、符号がプラスを示すマイクロホンとは電気的な端子の極性が逆であることを示している。 Each of FIGS. 5A-5D is normalized by the largest absolute value in the vector element of each eigenvector. Each of the eigenvectors also indicates the amplitude (sensitivity) and phase (polarity) of each individual microphone that constitutes the microphone array 20 . Specifically, the numerical values of the vector elements of the eigenvectors indicate the amplitudes (sensitivities) of the individual microphones, and the signs of the vector elements of the eigenvectors indicate the phases (polarities) of the individual microphones. For example, if the absolute value of the numerical value of the vector element of the eigenvector is large, the microphone is required to have high sensitivity. This indicates that the polarity of the positive terminal is reversed.

図5(A)は、2個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20が、一次勾配マイクロホンに帰着することを示している。 FIG. 5A shows that a two-microphone microphone array 20 results in a first-order gradient microphone.

図5(B)は、3個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20が、3個のマイクロホンで構成された二次勾配マイクロホンに帰着することを示している。 FIG. 5B shows that a microphone array 20 consisting of three microphones results in a quadratic gradient microphone consisting of three microphones.

図5(C)は、4個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20が、4個のマイクロホンで構成された二次勾配マイクロホンとは異なることを示している。当該二次勾配マイクロホンの出力pは、下記の式のようになる。下記の式中のx1、x2、x3、及びx4は、図3(C)に示したような各々のマイクロホンのx座標である。4個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20と、二次勾配マイクロホンとの感度の違いについては後述する。 p=p(x1,0,0)-p(x2,0,0)-p(x3,0,0)+p(x4,0,0) FIG. 5C shows that the microphone array 20 consisting of four microphones is different from the quadratic gradient microphone consisting of four microphones. The output p of the quadratic gradient microphone is given by the following equation. x 1 , x 2 , x 3 , and x 4 in the equations below are the x-coordinates of each microphone as shown in FIG. 3(C). The difference in sensitivity between the microphone array 20 composed of four microphones and the quadratic gradient microphone will be described later. p=p(x 1 ,0,0)−p(x 2 ,0,0)−p(x 3 ,0,0)+p(x 4 ,0,0)

図5(D)は、5個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20を構成する各マイクロホンの感度及び極性を意味する。 FIG. 5(D) means the sensitivity and polarity of each microphone constituting the microphone array 20 composed of five microphones.

図5(A)~(D)に示したように、固有値が最大となる固有ベクトルは、ほとんど周波数に依存しない。従って、ある周波数における固有ベクトルは、当該周波数を含む一定の周波数範囲において、実用上十分なレベルで近い音源の音を優先的に検出することに用いることができる。これにより、周波数毎に異なる固有ベクトルに従って各マイクロホンの振幅(感度)及び位相(極性)を制御する必要がなく、マイクロホンアレイ20の構築に係る手順を簡素化できる。 As shown in FIGS. 5A to 5D, the eigenvector with the maximum eigenvalue is almost frequency-independent. Therefore, the eigenvector at a certain frequency can be used to preferentially detect the sound of a near sound source at a practically sufficient level in a certain frequency range including that frequency. This eliminates the need to control the amplitude (sensitivity) and phase (polarity) of each microphone according to an eigenvector that differs for each frequency, thereby simplifying the procedure for constructing the microphone array 20 .

図6、図7、図8及び図9の各々は、図2に示した位置関係において、y=0としたx-z平面でのマイクロホンアレイ20の周波数300Hz、1850Hz及び3400Hzにおける感度分布を示した説明図である。図6、図7、図8及び図9の各々において、暗く表示された領域は感度が低く、明るく表示された領域は感度が高い。 6, 7, 8 and 9 each show the sensitivity distribution at frequencies 300 Hz, 1850 Hz and 3400 Hz of the microphone array 20 on the xz plane with y=0 in the positional relationship shown in FIG. It is an explanatory diagram. In each of FIGS. 6, 7, 8, and 9, darker areas have lower sensitivity, and brighter areas have higher sensitivity.

図6、図7、図8及び図9の各々は、x-z平面での|φT mp|の最大値によって正規化された数値をdB単位でプロットしている。具体的には、|φT mp|の最大値をMAX(|φT mp|)とすると、20log10[|φT mp|/MAX(|φT mp|)]dBとして定義された値がプロットされている。 Each of FIGS. 6, 7, 8 and 9 plots the numerical value in dB normalized by the maximum value of |φ T m p| in the xz plane. Specifically , if the maximum value ofT m p| values are plotted.

図6(A)は周波数が300Hzの場合、図6(B)は周波数が1850Hzの場合、図6(C)は周波数が3400Hzの場合の、2個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。図6(A)~(C)に示したように、各々の周波数において、x軸の中心0mでは望ましくない節状の感度が低い領域があるが、0mを除くx軸の中心領域で最も感度が高く、当該中心領域からx軸方向、又はz軸方向に離れるに従って感度は徐々に低下する。節状の感度が低い領域は、後述する図8(A)、図8(B)及び図8(C)でも認められる。 6A shows a microphone array with a frequency of 300 Hz, FIG. 6B shows a frequency of 1850 Hz, and FIG. 6C shows a microphone array with a linear arrangement of two microphones. is an explanatory diagram showing an example of the sensitivity distribution of . As shown in FIGS. 6(A) to (C), at each frequency, there is an undesirable knot-like region of low sensitivity at the center 0 m of the x-axis, but the sensitivity is highest at the center region of the x-axis excluding 0 m. is high, and the sensitivity gradually decreases with increasing distance from the central region in the x-axis direction or the z-axis direction. The nodular low-sensitivity regions are also recognized in FIGS. 8A, 8B, and 8C, which will be described later.

図7(A)は周波数が300Hzの場合、図7(B)は周波数が1850Hzの場合、図7(C)は周波数が3400Hzの場合の、3個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。 7A shows a microphone array with a frequency of 300 Hz, FIG. 7B shows a frequency of 1850 Hz, and FIG. 7C shows a microphone array with a linear arrangement of three microphones. is an explanatory diagram showing an example of the sensitivity distribution of .

図8(A)は周波数が300Hzの場合、図8(B)は周波数が1850Hzの場合、図8(C)は周波数が3400Hzの場合の、4個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。 8A shows a microphone array with a frequency of 300 Hz, FIG. 8B shows a frequency of 1850 Hz, and FIG. 8C shows a microphone array with a linear arrangement of four microphones. is an explanatory diagram showing an example of the sensitivity distribution of .

図9(A)は周波数が300Hzの場合、図9(B)は周波数が1850Hzの場合、図9(C)は周波数が3400Hzの場合の、5個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの感度分布の一例を示した説明図である。 9A shows a microphone array with a frequency of 300 Hz, FIG. 9B shows a frequency of 1850 Hz, and FIG. 9C shows a microphone array with a linear arrangement of five microphones is an explanatory diagram showing an example of the sensitivity distribution of .

図7~図9では、周波数の違いによる感度の差異が若干あり、特に周波数300Hzでは、マイクロホンが配置された0mの位置において、マイクロホンから近距離の感度が顕著に高い。そして、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの個数が3、4、5と増えるに従って、感度が高い領域がよりマイクロホンに近い領域に限定されていくことを示す。 In FIGS. 7 to 9, there is a slight difference in sensitivity due to the difference in frequency, and especially at a frequency of 300 Hz, the sensitivity at a short distance from the microphone is remarkably high at the position of 0 m where the microphone is arranged. It also shows that as the number of microphones forming the microphone array 20 increases to 3, 4, and 5, the areas with high sensitivity are limited to areas closer to the microphones.

図10は、原点Oに配置した1個のマイクロホンの感度分布の一例を示した説明図である。マイクロホンが1個の場合は、周波数による顕著な変化が認められないので、周波数300Hzの場合のみを例示する。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the sensitivity distribution of one microphone arranged at the origin O. FIG. In the case of one microphone, no significant change due to frequency is observed, so only the case of the frequency of 300 Hz is exemplified.

マイクロホンが1個の場合である図10と、マイクロホンが2個の場合である図6(A)~(C)を比較すると、マイクロホンが配置された原点Oを中心に感度が徐々に低下する図10に対して、図6(A)~(C)の場合は、一次勾配マイクロホンと同様であることが窺える。しかしながら、図6(A)~(C)の場合は、前述のように原点Oを中心に、望ましくない節状の感度の低い領域が生じている、かかる感度が低い領域は、マイクロホンが4個の場合である図(8)、図8(B)及び図8(C)にも認められる。 Comparing FIG. 10, which shows the case of one microphone, with FIGS. 10, the cases of FIGS. 6A to 6C are similar to the first-order gradient microphone. However, in the case of FIGS. 6A to 6C, an undesirable knot-shaped low sensitivity region occurs around the origin O as described above. (8), FIG. 8(B) and FIG. 8(C) for the case of .

マイクロホンが偶数個の場合に、図6(A)~(C)、図8(A)~(C)のような原点Oを中心とした感度の低い領域が生じるのは、マイクロホンが2個の場合の図5(A)及びマイクロホンが4個の場合の図5(C)に示したように、原点Oを挟んで固有ベクトルが同振幅・逆位相の様相を呈していることに関係がある。また、前述のように、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの個数が3、4、5と増えるに従って、感度が高い領域がよりマイクロホンに近い領域に限定されていくことを示すので、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンは奇数個が望ましく、さらには3個よりも5個というように、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの数が多い方が接話用マイクロホンアレイとしてより良好な特性が見込める。 In the case of an even number of microphones, the regions of low sensitivity around the origin O as shown in FIGS. 6A to 6C and FIGS. As shown in FIG. 5A in the case of four microphones and FIG. Moreover, as described above, as the number of microphones constituting the microphone array 20 increases to 3, 4, and 5, the area with high sensitivity is limited to the area closer to the microphones. An odd number of microphones is desirable, and a greater number of microphones constituting the microphone array 20, such as five rather than three, is expected to provide better characteristics as a close-talking microphone array.

図11(A)は周波数が300Hzの場合、図11(B)は周波数が1850Hzの場合、図11(C)は周波数が3400Hzの場合の、4個のマイクロホンで構成された2次勾配マイクにおける感度分布の一例を示した説明図である。当該二次勾配マイクロホンは、出力が、p(x1,0,0)-p(x2,0,0)-p(x3,0,0)+p(x4,0,0)となる。 Fig. 11 (A) shows the frequency at 300 Hz, Fig. 11 (B) shows the frequency at 1850 Hz, and Fig. 11 (C) shows the frequency of the second-order gradient microphone composed of four microphones at 3400 Hz. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of sensitivity distribution; The quadratic gradient microphone has an output of p(x 1 ,0,0)−p(x 2 ,0,0)−p(x 3 ,0,0)+p(x 4 ,0,0) .

本実施形態に係る4個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20の感度特性を示す図8(A)~(C)と、図11とを比較すると、本実施形態に係る4個のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイ20は、原点O近傍での感度の遠近におけるコントラストが図11(A)~(C)で示した二次勾配マイクロホンよりも顕著であり、図8(A)~(C)に示したマイクロホンアレイ20は、感度の高い領域が原点Oの近傍に集中している。 8A to 8C showing the sensitivity characteristics of the microphone array 20 configured by the four microphones according to the present embodiment and FIG. 8A to 8C, the microphone array 20 obtained by this method has a more remarkable contrast in sensitivity near the origin O than the second-order gradient microphones shown in FIGS. 11A to 11C. The microphone array 20 shown has areas of high sensitivity concentrated near the origin O. FIG.

図12(A)は、原点Oに配置した1個のマイクロホンの周波数に対する感度特性を、図12(B)は、図3(D)に示したような、左右から3番目のマイクロホンを原点Oに配置した5個のマイクロホンが線状に配置されたマイクロホンアレイの周波数に対する感度特性を、各々示した説明図である。図12(A)及び図12(B)では、マイクロホンアレイからz軸方向の各々異なる距離に1個の点音源が存在する場合の周波数に対するマイクロホンアレイの感度の変化を示している。点音源の座標は、(0m、0m、0.01m)、(0m、0m、0.05m)、(0m、0m、0.1m)、(0m、0m、0.5m)、(0m、0m、1m)である。音源の出力が一定であれば、音圧は前述の式(17)に示したように、周波数に比例するので、本実施形態では、音源の出力が周波数に反比例するように操作している。その結果、図12(A)においては、1個のマイクロホンにおける周波数に対する反応が平坦になっている。 FIG. 12(A) shows the frequency sensitivity characteristics of one microphone placed at the origin O, and FIG. 12(B) shows the third microphone from the left and right as shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing sensitivity characteristics with respect to frequencies of a microphone array in which five microphones are arranged in a line. FIGS. 12(A) and 12(B) show changes in sensitivity of the microphone array with respect to frequency when one point sound source exists at different distances in the z-axis direction from the microphone array. The coordinates of the point sound source are , 1m). If the output of the sound source is constant, the sound pressure is proportional to the frequency as shown in the above equation (17). Therefore, in this embodiment, the output of the sound source is operated so as to be inversely proportional to the frequency. As a result, in FIG. 12A, the response to frequency at one microphone is flat.

図12(A)に示したように、1個のマイクロホンの感度は、音源との距離に従って減少し、球形波の距離減衰を示す。 As shown in FIG. 12(A), the sensitivity of a single microphone decreases with the distance to the sound source, indicating distance attenuation of the spherical wave.

図12(B)の場合も、図12(A)の場合と同様に、音源の出力が周波数に反比例するように操作している。図12(A)及び図12(B)に示したように、本実施形態に係るマイクロホンアレイ20の特性を示した図12(B)では、距離減衰が図12(A)の場合よりも顕著となっている。また、音源から至近距離では周波数に対する反応はほとんど平坦であるが、音源から離れる程、低周波数域の感度が低下するハイパスフィルタのような特性を示す。 In the case of FIG. 12(B), similarly to the case of FIG. 12(A), the operation is performed so that the output of the sound source is inversely proportional to the frequency. As shown in FIGS. 12(A) and 12(B), in FIG. 12(B) showing the characteristics of the microphone array 20 according to the present embodiment, distance attenuation is more pronounced than in the case of FIG. 12(A). It has become. In addition, the response to frequencies is almost flat at a close distance from the sound source, but exhibits characteristics similar to a high-pass filter in which the sensitivity in the low frequency range decreases as the distance from the sound source increases.

周波数に対する反応を平坦にするには、追加のイコライザが必要となる。 An additional equalizer is required to flatten the response over frequency.

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロホンアレイ20は、固有値が最大となる固有ベクトルに従って、各々のマイクロホンの感度及び極性を設定することにより、マイクロホンアレイ20と音源とが接近した場合に感度が高く、マイクロホンアレイ20と音源とが離れている場合に感度が低くなる接話用に適した特性を有するマイクロホンアレイ20を実現できる。 As described above, the microphone array 20 according to the present embodiment sets the sensitivity and polarity of each microphone according to the eigenvector that maximizes the eigenvalue. It is possible to realize the microphone array 20 having characteristics suitable for close-talking, in which the sensitivity is high and the sensitivity is low when the microphone array 20 and the sound source are distant.

一般化固有値問題は、上述の式(5)において、音響リアクタンス行列Ziと音響レジスタンス行列Zrとの各々を、左辺と右辺とで入れ替えても成立するが、かかる入れ替えを行った場合の一般化固有値問題の固有値は、元の式(5)におけるRA比の逆数となる。従って、かかる場合には、固有値が最小となる場合の固有ベクトルに基づいて、マイクロホンアレイ20を構成する個々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。本実施形態では、式(5)に基づいて一般化固有値問題を扱った場合も、式(5)において音響リアクタンス行列Ziと音響レジスタンス行列Zrとの各々を、左辺と右辺とで入れ替えた場合も、固有値が極値となる場合の固有ベクトルに基づいて各々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。 The generalized eigenvalue problem is established even if the acoustic reactance matrix Z i and the acoustic resistance matrix Z r are interchanged on the left side and the right side in the above equation (5). The eigenvalue of the normalized eigenvalue problem is the inverse of the RA ratio in the original equation (5). Therefore, in such a case, the sensitivity and polarity of the individual microphones forming the microphone array 20 are set based on the eigenvector that minimizes the eigenvalue. In this embodiment, even when the generalized eigenvalue problem is handled based on Equation (5), the acoustic reactance matrix Z i and the acoustic resistance matrix Z r in Equation (5) are replaced by the left side and the right side. Also in this case, the sensitivity and polarity of each microphone are set based on the eigenvector when the eigenvalue is an extreme value.

まとめると、式(5)における一般化固有値問題では、比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列である音響リアクタンス行列Ziと固有ベクトルを列とする実数行列Φとの積が、比音響インピーダンスの実部を要素とする行列である音響レジスタンス行列Zrと固有ベクトルを列とする実数行列Φと固有値を要素とする対角行列Λとの積に等しい場合に、固有値が最大値となる固有ベクトルの要素に基づいて各々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。固有値が最大値となるのは、アクティブ音響パワーWrに対してリアクティブ音響パワーWiが最大となる場合である。 In summary, in the generalized eigenvalue problem in Equation (5), the product of the acoustic reactance matrix Zi , which is a matrix whose elements are the imaginary parts of the specific acoustic impedance, and the real matrix Φ, whose columns are the eigenvectors, is the specific acoustic impedance The element of the eigenvector whose eigenvalue is the maximum when it is equal to the product of the acoustic resistance matrix Zr , which is a matrix whose elements are real parts, the real matrix Φ whose columns are eigenvectors, and the diagonal matrix Λ whose elements are eigenvalues. Set the sensitivity and polarity of each microphone based on The eigenvalue is maximized when the reactive acoustic power W i is maximized with respect to the active acoustic power W r .

また、式(5)において音響リアクタンス行列Ziと音響レジスタンス行列Zrとの各々を、左辺と右辺とで入れ替えた場合の一般化固有値問題では、音響レジスタンス行列Zrと実数行列Φとの積が、音響リアクタンス行列Ziと実数行列Φと対角行列Λとの積に等しい場合に、固有値が最小値となる固有ベクトルの要素に基づいて各々のマイクロホンの感度及び極性を設定する。固有値が最小値となるのは、リアクティブ音響パワーWiに対してアクティブ音響パワーWrが最小となる場合である。 In addition, in the generalized eigenvalue problem when the acoustic reactance matrix Z i and the acoustic resistance matrix Z r are interchanged on the left side and the right side in Equation (5), the product of the acoustic resistance matrix Z r and the real matrix Φ is equal to the product of the acoustic reactance matrix Z i , the real matrix Φ and the diagonal matrix Λ. The eigenvalue is the minimum when the active acoustic power W r is the minimum with respect to the reactive acoustic power W i .

複数のマイクロホンで構成されたマイクロホンアレイには一次勾配マイクロホン又は二次勾配マイクロホンが存在するが、一次勾配マイクロホン及び二次勾配マイクロホンは、本実施形態に係るマイクロホンアレイ20のように、固有値と固有ベクトルから個々のマイクロホンの最適な設定を考慮しておらず、マイクロホンを4個、又は5個備えた本実施形態に係るマイクロホンアレイ20に匹敵するような接話用に適した特性を備えていない。 A microphone array composed of a plurality of microphones includes primary gradient microphones or secondary gradient microphones. It does not take into account the optimal settings of the individual microphones and does not have the characteristics suitable for close calls as compared to the microphone array 20 according to the present embodiment with four or five microphones.

本実施形態に係るマイクロホンアレイ20では、マイクロホンの個数も重要で、偶数個のマイクロホンを原点Oに対して対称に配置すると、図5(A)及び図5(C)に示したように、原点Oを挟んで固有ベクトルが同振幅・逆位相の様相を呈することにより、図6(A)~(C)、図8(B)及び図(C)に示したように、原点Oでマイクロホンアレイ20の感度が著しく低下する現象が生じ得る。 In the microphone array 20 according to this embodiment, the number of microphones is also important. 6A to 6C, 8B and 8C, the microphone array 20 A phenomenon can occur in which the sensitivity of is significantly reduced.

かかる現象を回避するには、マイクロホンアレイ20を奇数個のマイクロホンで構成し、原点Oに1個のマイクロホンを配置し、残りのマイクロホンを原点Oに対して対称に配置する。かかる配置により、原点Oでマイクロホンアレイ20の感度が著しく低下する現象を回避できる。 To avoid such a phenomenon, the microphone array 20 is configured with an odd number of microphones, one microphone is arranged at the origin O, and the remaining microphones are arranged symmetrically with respect to the origin O. FIG. Such an arrangement can avoid the phenomenon that the sensitivity of the microphone array 20 at the origin O is remarkably lowered.

また、マイクロホンアレイ20を構成するマイクロホンの個数も、同じ奇数個であっても、3個よりも5個の方が、より接話用に適した特性を備えるようになる。 Also, even if the number of microphones constituting the microphone array 20 is the same odd number, five microphones have characteristics more suitable for close-talking than three.

本実施形態に係るマイクロホンアレイ20は、電話又はヘッドセット等での用途に適した接話用に適した特性を有するが、これに限定されない。接話用以外にも、周囲の喧騒を検出せずに、川のせせらぎや虫が羽ばたく音等の収音を行う為の近音源用マイクロホンアレイとしての特性も有している。 The microphone array 20 according to the present embodiment has properties suitable for close-talking applications such as, but not limited to, telephones or headsets. In addition to close-talking, it also has characteristics as a near-field microphone array for picking up sounds such as the murmuring of a river and the flapping of insects without detecting the noise in the surroundings.

以上、説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。すなわち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも、本発明の特徴を含む限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and the present invention also includes equivalents thereof. In other words, any design modifications made by those skilled in the art to the embodiments are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. Moreover, each element provided in the embodiment can be combined as long as it is technically possible, and a combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

10 音響入力装置
20 マイクロホンアレイ
20-1、20-2、20-3、20-4、20-5 マイクロホン
30 アンプアレイ
30-1、20-2、20-3、20-4、20-5 アンプ
10 Acoustic input device 20 Microphone array 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20-5 Microphone 30 Amplifier array 30-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20-5 Amplifier

Claims (6)

複数のマイクロホンの集合であるマイクロホンアレイの表面における比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列とに関する一般化固有値問題から算出される固有値と固有ベクトルとに基づいて、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性が設定された接話用マイクロホンアレイ。 Eigenvalues and eigenvectors calculated from a generalized eigenvalue problem relating to a matrix whose elements are the real parts of the specific acoustic impedance and a matrix whose elements are the imaginary parts of the specific acoustic impedances on the surface of a microphone array, which is a set of a plurality of microphones A close-talking microphone array in which the sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones are set based on. 前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性は、前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列との積が、前記比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列と前記固有値を要素とする対角行列との積に等しい場合に、前記固有値が最大値となる固有ベクトルの要素に基づいて設定される請求項1に記載の接話用マイクロホンアレイ。 The sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones is obtained by multiplying a matrix having the imaginary part of the specific acoustic impedance as an element and a real matrix having the eigenvector as the column, with the real part of the specific acoustic impedance as an element. 2. The eigenvalue is set based on the element of the eigenvector having the maximum value when the eigenvalue is equal to the product of a matrix having the eigenvectors as columns and a diagonal matrix having the eigenvalues as elements. close-talking microphone array. 前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性は、前記比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列との積が、前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列と前記固有ベクトルを列とする実数行列と前記固有値を要素とする対角行列との積に等しい場合に、前記固有値が最小値となる固有ベクトルの要素に基づいて設定される請求項1に記載の接話用マイクロホンアレイ。 The sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones is obtained by multiplying a matrix having the real part of the specific acoustic impedance as an element and a real matrix having the eigenvector as the column, with the imaginary part of the specific acoustic impedance as an element. 2. The eigenvalue is set based on the element of the eigenvector having the minimum value when the eigenvalue is equal to the product of a matrix having the eigenvectors as columns and a diagonal matrix having the eigenvalues as elements. close-talking microphone array. 前記複数のマイクロホンが線状に配設された請求項1~3のいずれか1項に記載の接話用マイクロホンアレイ。 The close-talking microphone array according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of microphones are linearly arranged. 前記複数のマイクロホンは、前記複数のマイクロホンの各々が計測対象とする上限周波数における半波長以下の間隔で配設される請求項3に記載の接話用マイクロホンアレイ。 4. The close-talking microphone array according to claim 3, wherein the plurality of microphones are arranged at intervals equal to or less than half the wavelength of the upper limit frequency to be measured by each of the plurality of microphones. 複数のマイクロホンの集合であるマイクロホンアレイの表面における比音響インピーダンスの実部を要素とする行列と前記比音響インピーダンスの虚部を要素とする行列とに関する一般化固有値問題から固有値と固有ベクトルとを算出するステップと、
算出した前記固有値と前記固有ベクトルとに基づいて、前記複数のマイクロホンの各々の感度及び端子の極性を設定するステップと、
を含む接話用マイクロホンアレイの設定方法。
Eigenvalues and eigenvectors are calculated from a generalized eigenvalue problem relating to a matrix whose elements are real parts of specific acoustic impedances on the surface of a microphone array, which is a set of a plurality of microphones, and a matrix whose elements are imaginary parts of said specific acoustic impedances. a step;
setting the sensitivity and terminal polarity of each of the plurality of microphones based on the calculated eigenvalues and eigenvectors;
How to set up a microphone array for close-talk, including
JP2021132379A 2021-08-16 2021-08-16 Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array Pending JP2023026927A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132379A JP2023026927A (en) 2021-08-16 2021-08-16 Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132379A JP2023026927A (en) 2021-08-16 2021-08-16 Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023026927A true JP2023026927A (en) 2023-03-01

Family

ID=85327270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021132379A Pending JP2023026927A (en) 2021-08-16 2021-08-16 Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023026927A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10535362B2 (en) Speech enhancement for an electronic device
US9723422B2 (en) Multi-microphone method for estimation of target and noise spectral variances for speech degraded by reverberation and optionally additive noise
KR101566649B1 (en) Near-field null and beamforming
US10269369B2 (en) System and method of noise reduction for a mobile device
TW399392B (en) Noise cancellation and noise reduction apparatus
EP2695398B1 (en) Rejecting noise with paired microphones
US9094496B2 (en) System and method for stereophonic acoustic echo cancellation
US8098844B2 (en) Dual-microphone spatial noise suppression
JP5166122B2 (en) Voice input device
US11671755B2 (en) Microphone mixing for wind noise reduction
JP5129024B2 (en) Audio input device and audio conference system
US11115775B2 (en) Method and apparatus for acoustic crosstalk cancellation
CN112492445B (en) Method and processor for realizing signal equalization by using ear-covering type earphone
US8135144B2 (en) Microphone system, sound input apparatus and method for manufacturing the same
CN112866864A (en) Environment sound hearing method and device, computer equipment and earphone
JP2023026927A (en) Close-talking microphone array and setting method for close-talking microphone array
Zhao et al. An improved solution to the frequency-invariant beamforming with concentric circular microphone arrays
CN108735228B (en) Voice beam forming method and system
Fejgin et al. BRUDEX database: Binaural room impulse responses with uniformly distributed external microphones
Huang et al. Insert earphone modeling and measurement by IEC-60711 coupler
Kaizuka et al. Generalized radiation modes and microphone arrays for close-talking
JP3388570B2 (en) Multi-channel acoustic coupling evaluation method
US20240015451A1 (en) Method for directional signal processing for a hearing instrument
Grimm Directivity Based Multichannel Audio Signal Processing For Microphones in Noisy Acoustic Environments
CN113115154A (en) Environment sound hearing method and device, computer equipment and earphone