JP3277954B2 - 可変指向型マイクロホン装置 - Google Patents
可変指向型マイクロホン装置Info
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- JP3277954B2 JP3277954B2 JP33664992A JP33664992A JP3277954B2 JP 3277954 B2 JP3277954 B2 JP 3277954B2 JP 33664992 A JP33664992 A JP 33664992A JP 33664992 A JP33664992 A JP 33664992A JP 3277954 B2 JP3277954 B2 JP 3277954B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ビデオカメ
ラなどに搭載して好適な、可変指向型マイクロホン装置
に関する。
ラなどに搭載して好適な、可変指向型マイクロホン装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＶＴＲと一体化され、片手で持っ
て撮影できる、小型のビデオカメラが賞用されている。
このようなビデオカメラ（カメラ一体型ＶＴＲ）では、
被写体を撮影しながら、この被写体の周囲の音声を同時
に録音するように、レンズの近傍など、カメラの前部に
マイクロホンが配設されている。
て撮影できる、小型のビデオカメラが賞用されている。
このようなビデオカメラ（カメラ一体型ＶＴＲ）では、
被写体を撮影しながら、この被写体の周囲の音声を同時
に録音するように、レンズの近傍など、カメラの前部に
マイクロホンが配設されている。
【０００３】この録音に当たっては、一般に、被写体の
方向、即ち、カメラの正面方向からの音声を収音するよ
うに、指向性を有する単一のマイクロホンが用いられる
が、比較的広い角度範囲にある被写体からの音声を録音
対象として、ステレオ感を得るために、１対のマイクロ
ホンが用いられるものもある。
方向、即ち、カメラの正面方向からの音声を収音するよ
うに、指向性を有する単一のマイクロホンが用いられる
が、比較的広い角度範囲にある被写体からの音声を録音
対象として、ステレオ感を得るために、１対のマイクロ
ホンが用いられるものもある。
【０００４】また、カメラ一体型ＶＴＲにおいては、一
般的にズームレンズが使用され、望遠から広角まで、撮
影者の希望に応じた画角での撮影が可能である。しか
も、最近は、ズームレンズの高倍率化が進んでいる。こ
れに対して、音声の収音手段が一定の指向性のままであ
ると、映像との整合性が悪くなる場合がある。そこで、
映像の倍率に応じてマイクロホンの指向性を変えたいと
いう要望があり、ステレオマイクロホンを備える場合、
例えば、適宜の移相回路を介して、１対のマイクロホン
の出力を合成して、正面方向の単一指向性を得るように
していた。
般的にズームレンズが使用され、望遠から広角まで、撮
影者の希望に応じた画角での撮影が可能である。しか
も、最近は、ズームレンズの高倍率化が進んでいる。こ
れに対して、音声の収音手段が一定の指向性のままであ
ると、映像との整合性が悪くなる場合がある。そこで、
映像の倍率に応じてマイクロホンの指向性を変えたいと
いう要望があり、ステレオマイクロホンを備える場合、
例えば、適宜の移相回路を介して、１対のマイクロホン
の出力を合成して、正面方向の単一指向性を得るように
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、１対のマイ
クロホン出力の移相合成で得られる単一指向性は、例え
ば、高次音圧傾度型マイクロホン（いわゆるガンマイ
ク）の指向性ほどには鋭くできず、音声の可変指向効果
（いわゆるズーミング効果）が充分でないという問題が
あった。そして、充分な音声ズーミング効果を得るため
に、ガンマイクを併用する場合は、ガンマイクが側壁に
多数の小孔を穿設した長管を構成要素とするため、必然
的に大型になり、小型化が困難であるという問題があっ
た。
クロホン出力の移相合成で得られる単一指向性は、例え
ば、高次音圧傾度型マイクロホン（いわゆるガンマイ
ク）の指向性ほどには鋭くできず、音声の可変指向効果
（いわゆるズーミング効果）が充分でないという問題が
あった。そして、充分な音声ズーミング効果を得るため
に、ガンマイクを併用する場合は、ガンマイクが側壁に
多数の小孔を穿設した長管を構成要素とするため、必然
的に大型になり、小型化が困難であるという問題があっ
た。
【０００６】この発明は、以上の点にかんがみ、小型化
が容易であって、しかも、構成が簡単で、ステレオ録音
から音声ズーミングまで、指向性を簡単に変化させるこ
とができる可変指向型のマイクロホン装置を提供するこ
とを目的とする。
が容易であって、しかも、構成が簡単で、ステレオ録音
から音声ズーミングまで、指向性を簡単に変化させるこ
とができる可変指向型のマイクロホン装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、第１の発明による可変指向型マイクロホン装置は、
希望音声を収音するための第１のマイクロホンと、上記
第１のマイクロホンの指向性の主軸方向とは異なる方向
に指向性の主軸を有し、参照音声を収音するための第２
のマイクロホンと、上記第２のマイクロホンからの音声
信号が供給される適応フィルタ手段と、上記適応フィル
タ手段の出力信号を上記第１のマイクロホンからの音声
信号と合成する合成手段と、上記合成手段の出力パワー
が最小化されるように上記適応フィルタ手段を調整する
手段と、上記第１のマイクロホンからの音声信号と、上
記合成手段の出力信号とを可変の比率で混合する混合手
段とを備え、上記混合手段から出力信号を導出するよう
にしたことを特徴とする。
め、第１の発明による可変指向型マイクロホン装置は、
希望音声を収音するための第１のマイクロホンと、上記
第１のマイクロホンの指向性の主軸方向とは異なる方向
に指向性の主軸を有し、参照音声を収音するための第２
のマイクロホンと、上記第２のマイクロホンからの音声
信号が供給される適応フィルタ手段と、上記適応フィル
タ手段の出力信号を上記第１のマイクロホンからの音声
信号と合成する合成手段と、上記合成手段の出力パワー
が最小化されるように上記適応フィルタ手段を調整する
手段と、上記第１のマイクロホンからの音声信号と、上
記合成手段の出力信号とを可変の比率で混合する混合手
段とを備え、上記混合手段から出力信号を導出するよう
にしたことを特徴とする。
【０００８】また、第１の発明の可変指向型マイクロホ
ン装置はステレオ仕様とした場合であり、それぞれの指
向性の主軸方向が異なり、希望ステレオ音声を収音する
ための１対のマイクロホンと、上記１対のマイクロホン
のいずれの指向性の主軸方向とも異なる方向に指向性の
主軸を有し、参照音声を収音するための第３のマイクロ
ホンと、上記第３のマイクロホンからの音声信号が供給
される適応フィルタ手段と、上記適応フィルタ手段の出
力信号を上記１対のマイクロホンからの音声信号の和信
号と合成する合成手段と、上記合成手段の出力パワーが
最小化されるように上記適応フィルタ手段を調整する手
段と、上記一対のマイクロホンからの音声信号と、上記
合成手段の出力信号とを可変の比率でそれぞれ混合する
一対の混合手段とを備え、上記一対の混合手段の出力信
号をそれぞれ導出するようにしたことを特徴とする。
ン装置はステレオ仕様とした場合であり、それぞれの指
向性の主軸方向が異なり、希望ステレオ音声を収音する
ための１対のマイクロホンと、上記１対のマイクロホン
のいずれの指向性の主軸方向とも異なる方向に指向性の
主軸を有し、参照音声を収音するための第３のマイクロ
ホンと、上記第３のマイクロホンからの音声信号が供給
される適応フィルタ手段と、上記適応フィルタ手段の出
力信号を上記１対のマイクロホンからの音声信号の和信
号と合成する合成手段と、上記合成手段の出力パワーが
最小化されるように上記適応フィルタ手段を調整する手
段と、上記一対のマイクロホンからの音声信号と、上記
合成手段の出力信号とを可変の比率でそれぞれ混合する
一対の混合手段とを備え、上記一対の混合手段の出力信
号をそれぞれ導出するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】かかる構成によれば、第１の発明では、混合回
路１４において、第１のマイクロホン１１Ｌ（または１
１Ｒ）の音声信号ＳＬ（またはＳＲ）と、第１のマイク
ロホンの音声信号を主要信号とし、第２のマイクロホン
２１の音声信号を参照信号とする適応信号処理により得
られた適応処理信号ＳＡとが、使用者の操作に応じた可
変の比率で混合されて、装置の総合指向性が、適応処理
信号の鋭い指向性と第１のマイクロホン単独の指向性と
の間で、連続的に変化する。
路１４において、第１のマイクロホン１１Ｌ（または１
１Ｒ）の音声信号ＳＬ（またはＳＲ）と、第１のマイク
ロホンの音声信号を主要信号とし、第２のマイクロホン
２１の音声信号を参照信号とする適応信号処理により得
られた適応処理信号ＳＡとが、使用者の操作に応じた可
変の比率で混合されて、装置の総合指向性が、適応処理
信号の鋭い指向性と第１のマイクロホン単独の指向性と
の間で、連続的に変化する。
【００１０】また、第２のこの発明では、混合回路１４
において、１対のマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒのステレ
オ音声信号ＳＬ，ＳＲと、ステレオ音声信号の和信号Ｓ
Ｍを主要信号とし、第３のマイクロホン２１の音声信号
を参照信号とする適応信号処理により得られた適応処理
信号ＳＡとが、使用者の操作に応じた可変の比率で混合
されて、装置の総合指向性が、適応処理信号の鋭い指向
性とステレオマイクロホン単独の指向性との間で、連続
的に変化する。
において、１対のマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒのステレ
オ音声信号ＳＬ，ＳＲと、ステレオ音声信号の和信号Ｓ
Ｍを主要信号とし、第３のマイクロホン２１の音声信号
を参照信号とする適応信号処理により得られた適応処理
信号ＳＡとが、使用者の操作に応じた可変の比率で混合
されて、装置の総合指向性が、適応処理信号の鋭い指向
性とステレオマイクロホン単独の指向性との間で、連続
的に変化する。
【００１１】
【実施例】以下、この発明による可変指向型マイクロホ
ン装置の一実施例を図を参照しながら説明するが、この
発明においては、適応雑音低減処理の考えを使用するの
で、この発明の実施例を説明する前に、適応雑音低減処
理について説明する。
ン装置の一実施例を図を参照しながら説明するが、この
発明においては、適応雑音低減処理の考えを使用するの
で、この発明の実施例を説明する前に、適応雑音低減処
理について説明する。
【００１２】図７は、適応雑音低減処理システムの基本
的構成のブロック図で、１は主要入力端子、２は参照入
力端子であって、主要入力端子１を通じて入力された主
要入力信号は遅延回路３を介して合成回路４に供給され
る。遅延回路３は、主要入力端子１に入力される主要入
力信号と、参照入力端子２に入力される参照入力信号と
の間に時間遅延が無いとした場合に、適応フィルタ回路
５での時間遅延分を補正するためのものであり、この遅
延回路３は設けなくてもよい。
的構成のブロック図で、１は主要入力端子、２は参照入
力端子であって、主要入力端子１を通じて入力された主
要入力信号は遅延回路３を介して合成回路４に供給され
る。遅延回路３は、主要入力端子１に入力される主要入
力信号と、参照入力端子２に入力される参照入力信号と
の間に時間遅延が無いとした場合に、適応フィルタ回路
５での時間遅延分を補正するためのものであり、この遅
延回路３は設けなくてもよい。
【００１３】そして、参照入力端子２を通じて入力され
た信号は適応フィルタ回路５を介して合成回路４に供給
され、遅延回路３からの信号から減算される。そして、
この合成回路４の出力は、適応フィルタ回路５に帰還さ
れると共に、出力端子６に導出される。
た信号は適応フィルタ回路５を介して合成回路４に供給
され、遅延回路３からの信号から減算される。そして、
この合成回路４の出力は、適応フィルタ回路５に帰還さ
れると共に、出力端子６に導出される。
【００１４】この雑音低減装置においては、主要入力端
子１には、希望信号ｓと、これと無相関の雑音ｎ0 とが
加算されたものが入力される。一方、参照入力端子２に
は、雑音ｎ1 が入力される。この参照入力の雑音ｎ1
は、希望信号とは無相関であるが、雑音ｎ0 とは相関が
あるようにされる。
子１には、希望信号ｓと、これと無相関の雑音ｎ0 とが
加算されたものが入力される。一方、参照入力端子２に
は、雑音ｎ1 が入力される。この参照入力の雑音ｎ1
は、希望信号とは無相関であるが、雑音ｎ0 とは相関が
あるようにされる。
【００１５】適応フィルタ回路５は、参照入力雑音ｎ1
をフィルタリングして、雑音ｎ0 に近似する信号、すな
わち、雑音ｎ0 と同相、等振幅の信号ｙを出力する。こ
の適応フィルタ回路５の出力信号として、雑音ｎ0 と逆
相、等振幅の信号−ｙを得るようにすることもできる。
合成回路４では、遅延回路３の出力信号から適応フィル
タ回路５の出力信号を減算（出力信号が、雑音ｎ0 と逆
相の信号−ｙの場合には加算）する処理が行なわれる。
をフィルタリングして、雑音ｎ0 に近似する信号、すな
わち、雑音ｎ0 と同相、等振幅の信号ｙを出力する。こ
の適応フィルタ回路５の出力信号として、雑音ｎ0 と逆
相、等振幅の信号−ｙを得るようにすることもできる。
合成回路４では、遅延回路３の出力信号から適応フィル
タ回路５の出力信号を減算（出力信号が、雑音ｎ0 と逆
相の信号−ｙの場合には加算）する処理が行なわれる。
【００１６】適応フィルタ回路５における適応のアルゴ
リズムは、合成回路４の出力である減算出力（残差出
力）ｅを最小にするように働く。すなわち、今、ｓ，ｎ
0 ，ｎ1 ，ｙが統計的に定常であり、平均値が０である
と仮定すると残差出力ｅは、 ｅ＝ｓ＋ｎ0 −ｙ となる。これを二乗したものの期待値は、ｓがｎ0 と、
また、ｙと無相関であるから、 Ｅ［ｅ2 ］＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ ＋２Ｅ［ｓ（ｎ0 −ｙ）］ ＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ となる。適応フィルタ回路５が収束するものとすれば、
適応フィルタ回路５は、Ｅ［ｅ2 ］が最小になるように
調整されるものである。このとき、Ｅ［ｓ2 ］は影響を
受けないので、 Ｅmin ［ｅ2 ］＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅmin ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ となる。すなわち、Ｅ［ｅ2 ］が最小化されることによ
ってＥ［（ｎ0 −ｙ）2］が最小化され、適応フィルタ
回路５の出力ｙは、雑音ｎ0 の推定量になる。そして、
合成回路４からの出力の期待値は、希望信号ｓのみとな
る。すなわち、適応フィルタ回路５を調整して全出力パ
ワーを最小化することは、減算出力ｅが、希望音声信号
ｓの最小二乗推定値になることに等しい。
リズムは、合成回路４の出力である減算出力（残差出
力）ｅを最小にするように働く。すなわち、今、ｓ，ｎ
0 ，ｎ1 ，ｙが統計的に定常であり、平均値が０である
と仮定すると残差出力ｅは、 ｅ＝ｓ＋ｎ0 −ｙ となる。これを二乗したものの期待値は、ｓがｎ0 と、
また、ｙと無相関であるから、 Ｅ［ｅ2 ］＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ ＋２Ｅ［ｓ（ｎ0 −ｙ）］ ＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ となる。適応フィルタ回路５が収束するものとすれば、
適応フィルタ回路５は、Ｅ［ｅ2 ］が最小になるように
調整されるものである。このとき、Ｅ［ｓ2 ］は影響を
受けないので、 Ｅmin ［ｅ2 ］＝Ｅ［ｓ2 ］＋Ｅmin ［（ｎ0 −ｙ）2 ］ となる。すなわち、Ｅ［ｅ2 ］が最小化されることによ
ってＥ［（ｎ0 −ｙ）2］が最小化され、適応フィルタ
回路５の出力ｙは、雑音ｎ0 の推定量になる。そして、
合成回路４からの出力の期待値は、希望信号ｓのみとな
る。すなわち、適応フィルタ回路５を調整して全出力パ
ワーを最小化することは、減算出力ｅが、希望音声信号
ｓの最小二乗推定値になることに等しい。
【００１７】なお、適応フィルタ回路５はアナログ信号
で実現する場合とデジタル信号処理回路で実現する場合
の、いずれでも可能である。適応フィルタ回路５を、デ
ジタルフィルタを用いて実現した場合の例を図８に示
す。この例は、適応のアルゴリズムとして、いわゆるＬ
ＭＳ（最小平均自乗）法を使用した場合の例である。
で実現する場合とデジタル信号処理回路で実現する場合
の、いずれでも可能である。適応フィルタ回路５を、デ
ジタルフィルタを用いて実現した場合の例を図８に示
す。この例は、適応のアルゴリズムとして、いわゆるＬ
ＭＳ（最小平均自乗）法を使用した場合の例である。
【００１８】図４に示すように、この例では、ＦＩＲフ
ィルタ型の適応線形結合器３００を使用する。これは、
それぞれ単位サンプリング時間の遅延時間Ｚ-1を有する
複数個の遅延素子ＤＬ１，ＤＬ２，……ＤＬｍ（ｍは正
の整数）と、入力雑音ｎ1 及び各遅延素子ＤＬ１，ＤＬ
２，…，ＤＬｍの出力信号と加重係数との掛け算を行う
加重回路ＭＸ０，ＭＸ１，ＭＸ２，…，ＭＸｍと、加重
回路ＭＸ０〜ＭＸｍの出力を加算する加算回路３１０を
備える。加算回路３１０の出力はｙ（あるいは−ｙ）で
ある。
ィルタ型の適応線形結合器３００を使用する。これは、
それぞれ単位サンプリング時間の遅延時間Ｚ-1を有する
複数個の遅延素子ＤＬ１，ＤＬ２，……ＤＬｍ（ｍは正
の整数）と、入力雑音ｎ1 及び各遅延素子ＤＬ１，ＤＬ
２，…，ＤＬｍの出力信号と加重係数との掛け算を行う
加重回路ＭＸ０，ＭＸ１，ＭＸ２，…，ＭＸｍと、加重
回路ＭＸ０〜ＭＸｍの出力を加算する加算回路３１０を
備える。加算回路３１０の出力はｙ（あるいは−ｙ）で
ある。
【００１９】加重回路ＭＸ０〜ＭＸｍに供給する加重係
数は、例えばマイクロコンピュータからなるＬＭＳ演算
回路３２０で、合成回路４からの残差信号ｅに基づいて
形成される。このＬＭＳ演算回路３２０で実行されるア
ルゴリズムは、次のようになる。
数は、例えばマイクロコンピュータからなるＬＭＳ演算
回路３２０で、合成回路４からの残差信号ｅに基づいて
形成される。このＬＭＳ演算回路３２０で実行されるア
ルゴリズムは、次のようになる。
【００２０】今、時刻k における入力ベクトルＸk を、
図８にも示すように、 Ｘk ＝［ｘ0k ｘ1k ｘ2k ・・・ｘmk］T とし、出力をｙk 、加重係数をｗjk（j=0,1,2,…m ）と
すると、入出力の関係は、次の数１に示すようになる。
図８にも示すように、 Ｘk ＝［ｘ0k ｘ1k ｘ2k ・・・ｘmk］T とし、出力をｙk 、加重係数をｗjk（j=0,1,2,…m ）と
すると、入出力の関係は、次の数１に示すようになる。
【００２１】
【数１】 そして、時刻k における加重ベクトルＷk を、 Ｗk ＝［ｗ0k ｗ1k ｗ2k ・・・ｗmk］T と定義すれば、入出力関係は、 ｙk ＝Ｘk T ・Ｗk で与えられる。ここで、希望の応答をｄk とすれば、残
差ｅk は次のように表される。 ｅk ＝ｄk −ｙk ＝ｄk −Ｘk T ・Ｗk ＬＭＳ法では、加重ベクトルの更新を、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μ・ｅk ・Ｘk ……（ａ） なる式により順次行っていく。ここで、μは適応の速度
と安定性を決める利得因子（ステップゲイン）である。
差ｅk は次のように表される。 ｅk ＝ｄk −ｙk ＝ｄk −Ｘk T ・Ｗk ＬＭＳ法では、加重ベクトルの更新を、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μ・ｅk ・Ｘk ……（ａ） なる式により順次行っていく。ここで、μは適応の速度
と安定性を決める利得因子（ステップゲイン）である。
【００２２】次に、以上説明した適応雑音低減処理を使
用したこの発明による可変指向型マイクロホン装置の一
実施例のブロック図を図１に示す。この例では、適応フ
ィルタ回路は、デジタルフィルタを用いたものを使用す
るが、特にそのタップ数を１としている。また、合成回
路４としては、減算回路が用いられる。
用したこの発明による可変指向型マイクロホン装置の一
実施例のブロック図を図１に示す。この例では、適応フ
ィルタ回路は、デジタルフィルタを用いたものを使用す
るが、特にそのタップ数を１としている。また、合成回
路４としては、減算回路が用いられる。
【００２３】図１において、１１Ｌ，１１Ｒは希望のス
テレオ音声を収音するための主要入力用マイクロホンで
あり、２１は雑音として除去したい方向の不要音声や周
囲騒音を収音するための参照入力用マイクロホンであ
る。
テレオ音声を収音するための主要入力用マイクロホンで
あり、２１は雑音として除去したい方向の不要音声や周
囲騒音を収音するための参照入力用マイクロホンであ
る。
【００２４】この例の場合には、主要入力用マイクロホ
ン１１Ｌ，１１Ｒと、参照入力用マイクロホン２１と
は、図２に示すように、いずれも単一指向性のものが使
用される。マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒは、図上、上方
から下方に向かう矢印ＡＲで示す正面方向に対して９０
度ずつ離れた、左方向と右方向とにそれぞれ主たる感度
を有する。また、マイクロホン２１は、正面方向とは逆
の背面方向に主たる感度を有する。
ン１１Ｌ，１１Ｒと、参照入力用マイクロホン２１と
は、図２に示すように、いずれも単一指向性のものが使
用される。マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒは、図上、上方
から下方に向かう矢印ＡＲで示す正面方向に対して９０
度ずつ離れた、左方向と右方向とにそれぞれ主たる感度
を有する。また、マイクロホン２１は、正面方向とは逆
の背面方向に主たる感度を有する。
【００２５】そして、ステレオ用マイクロホン１１Ｌ，
１１Ｒにより収音され、電気信号に変換されて得られた
左右チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲは、それぞれ対応
する増幅器１２Ｌ，１２Ｒを介して、加算回路１３と、
混合回路１４の第１，第２の入力端子１４SL，１４SRと
に供給される。この混合回路１４は、例えば、１対のポ
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒから構成されて、それぞ
れの一端が入力端子１４SL，１４SRに接続されると共
に、それぞれの他端が第３の入力端子１４ａに接続され
る。そして、ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子
がそれぞれ出力端子１５Ｌ，１５Ｒに接続される。な
お、両ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒは連動して制御
されてもよい。
１１Ｒにより収音され、電気信号に変換されて得られた
左右チャンネルの音声信号ＳＬ，ＳＲは、それぞれ対応
する増幅器１２Ｌ，１２Ｒを介して、加算回路１３と、
混合回路１４の第１，第２の入力端子１４SL，１４SRと
に供給される。この混合回路１４は、例えば、１対のポ
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒから構成されて、それぞ
れの一端が入力端子１４SL，１４SRに接続されると共
に、それぞれの他端が第３の入力端子１４ａに接続され
る。そして、ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子
がそれぞれ出力端子１５Ｌ，１５Ｒに接続される。な
お、両ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒは連動して制御
されてもよい。
【００２６】一方、加算回路１３から出力される和信号
ＳＭ（＝ＳＬ＋ＳＲ）は、Ａ／Ｄコンバータ１６に供給
されて、デジタル信号に変換され、遅延回路１７を介し
て、減算回路１８に供給される。また、参照入力用マイ
クロホン２１により収音され、電気信号に変換されて得
られた不要音声信号は、増幅器２２を介してＡ／Ｄコン
バータ２３に供給されて、デジタル信号に変換され、適
応フィルタ回路２４に供給される。
ＳＭ（＝ＳＬ＋ＳＲ）は、Ａ／Ｄコンバータ１６に供給
されて、デジタル信号に変換され、遅延回路１７を介し
て、減算回路１８に供給される。また、参照入力用マイ
クロホン２１により収音され、電気信号に変換されて得
られた不要音声信号は、増幅器２２を介してＡ／Ｄコン
バータ２３に供給されて、デジタル信号に変換され、適
応フィルタ回路２４に供給される。
【００２７】この実施例では、適応フィルタ回路２４
は、前述の図７に示したような、ＦＩＲフィルタ型の適
応線形結合器３００と、この線形結合器３００を適応制
御する演算回路（マイクロコンピュータ）３２０から構
成される。適応フィルタ回路２４からのデジタル信号が
減算回路１８に供給され、減算回路１８の出力信号は、
適応フィルタ回路２４に帰還されると共に、Ｄ／Ａコン
バータ１９によりアナログ信号ＳＡに戻されて、混合回
路１４の入力端子１４ａに供給される。なお、遅延回路
１７は、適応フィルタ回路２４での伝播時間や適応処理
のための演算に要する時間遅れなどの時間遅延を補償す
るためのものである。
は、前述の図７に示したような、ＦＩＲフィルタ型の適
応線形結合器３００と、この線形結合器３００を適応制
御する演算回路（マイクロコンピュータ）３２０から構
成される。適応フィルタ回路２４からのデジタル信号が
減算回路１８に供給され、減算回路１８の出力信号は、
適応フィルタ回路２４に帰還されると共に、Ｄ／Ａコン
バータ１９によりアナログ信号ＳＡに戻されて、混合回
路１４の入力端子１４ａに供給される。なお、遅延回路
１７は、適応フィルタ回路２４での伝播時間や適応処理
のための演算に要する時間遅れなどの時間遅延を補償す
るためのものである。
【００２８】次に、図３〜図５をも参照しながら、この
発明の一実施例の動作について説明する。混合回路１４
のポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれ
ｓ側端にある場合、第３の入力端子１４ａからの適応処
理信号ＳＡが大きく減衰されて、実質的にゼロレベルと
なり、出力端子１５Ｌ，１５Ｒには、マイクロホン１１
Ｌ，１１Ｒからのステレオ音声信号ＳＬ，ＳＲがそれぞ
れ導出される。
発明の一実施例の動作について説明する。混合回路１４
のポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれ
ｓ側端にある場合、第３の入力端子１４ａからの適応処
理信号ＳＡが大きく減衰されて、実質的にゼロレベルと
なり、出力端子１５Ｌ，１５Ｒには、マイクロホン１１
Ｌ，１１Ｒからのステレオ音声信号ＳＬ，ＳＲがそれぞ
れ導出される。
【００２９】この場合、加算回路１３〜Ｄ／Ａコンバー
タ１９の信号系は無きに等しく、図１の実施例は、図３
に示すようなステレオマイクロホン装置と等価となっ
て、図２に示すような、左と右とにそれぞれ主たる感度
を有する単一指向性のマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒによ
り、ワイドなステレオ感を得ることができる。
タ１９の信号系は無きに等しく、図１の実施例は、図３
に示すようなステレオマイクロホン装置と等価となっ
て、図２に示すような、左と右とにそれぞれ主たる感度
を有する単一指向性のマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒによ
り、ワイドなステレオ感を得ることができる。
【００３０】また、ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの
摺動子がそれぞれａ側端にある場合は、混合回路１４で
は、入力端子１４SL，１４SRからのステレオ信号ＳＬ，
ＳＲが実質的にゼロレベルまで減衰されて、出力端子１
５Ｌ，１５Ｒには、加算回路１３からのモノラルの和信
号ＳＭが適応処理された、Ｄ／Ａコンバータ１９の出力
信号ＳＡが共通に導出される。
摺動子がそれぞれａ側端にある場合は、混合回路１４で
は、入力端子１４SL，１４SRからのステレオ信号ＳＬ，
ＳＲが実質的にゼロレベルまで減衰されて、出力端子１
５Ｌ，１５Ｒには、加算回路１３からのモノラルの和信
号ＳＭが適応処理された、Ｄ／Ａコンバータ１９の出力
信号ＳＡが共通に導出される。
【００３１】したがって、この場合には、ステレオ機能
が減殺されて、図１の実施例は、図４に示すように、主
要入力用の無指向性マイクロホン１１と、参照入力用単
一指向性マイクロホン２１とを備える適応処理装置と等
価になって、以下に説明するように、等価的に鋭い指向
性を実現することができる。
が減殺されて、図１の実施例は、図４に示すように、主
要入力用の無指向性マイクロホン１１と、参照入力用単
一指向性マイクロホン２１とを備える適応処理装置と等
価になって、以下に説明するように、等価的に鋭い指向
性を実現することができる。
【００３２】基本的に、適応フィルタ回路２４では、主
要入力音声信号中に含まれるノイズ（不要音声信号）
に、参照入力音声信号が近似するように制御される。前
述のような各マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒ，２１の配置
により、それぞれが収音対象とする入力音声の到来方向
が異なり、音源が異なるので、主要入力用マイクロホン
１１（１１Ｌ，１１Ｒ）と、参照入力用マイクロホン２
１の出力信号は、一般に、互いに相関が少ない。
要入力音声信号中に含まれるノイズ（不要音声信号）
に、参照入力音声信号が近似するように制御される。前
述のような各マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒ，２１の配置
により、それぞれが収音対象とする入力音声の到来方向
が異なり、音源が異なるので、主要入力用マイクロホン
１１（１１Ｌ，１１Ｒ）と、参照入力用マイクロホン２
１の出力信号は、一般に、互いに相関が少ない。
【００３３】減算回路１８では、主要入力用マイクロホ
ン１１の音声信号から、参照入力用マイクロホン２１の
不要音声信号が減算されて除去され、減算回路１８から
は、希望音声信号のみが得られる。
ン１１の音声信号から、参照入力用マイクロホン２１の
不要音声信号が減算されて除去され、減算回路１８から
は、希望音声信号のみが得られる。
【００３４】すなわち、この実施例で、混合回路１４の
ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれａ
側の端部にある場合は、マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒの
出力音声信号のモノラルの和信号が主要入力として供給
され、マイクロホン２１の出力音声信号が、参照入力と
してのノイズ（不要音声信号）として供給される適応型
ノイズ低減システムの構成となっている。そして、出力
端子１５には、ノイズ、この例では背面方向からの不要
音声信号が選択的に除去されて、結果的には、希望音声
信号だけが、所要の品位で出力され、等価的に鋭い指向
性を実現することができる。
ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれａ
側の端部にある場合は、マイクロホン１１Ｌ，１１Ｒの
出力音声信号のモノラルの和信号が主要入力として供給
され、マイクロホン２１の出力音声信号が、参照入力と
してのノイズ（不要音声信号）として供給される適応型
ノイズ低減システムの構成となっている。そして、出力
端子１５には、ノイズ、この例では背面方向からの不要
音声信号が選択的に除去されて、結果的には、希望音声
信号だけが、所要の品位で出力され、等価的に鋭い指向
性を実現することができる。
【００３５】出力端子１５Ｌ，１５Ｒから出力される各
信号の指向性のポーラパターンは、混合回路１４のポテ
ンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれｓ側端
にある場合、それぞれ図５Ａ、Ｂに示すようになり、ポ
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がａ側端にある
場合には、いずれも図５Ｅに示すようになる。
信号の指向性のポーラパターンは、混合回路１４のポテ
ンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がそれぞれｓ側端
にある場合、それぞれ図５Ａ、Ｂに示すようになり、ポ
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺動子がａ側端にある
場合には、いずれも図５Ｅに示すようになる。
【００３６】次に、ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの
摺動子が、それぞれｓ側端とａ側端との丁度中央の位置
にある場合には、混合回路１４では、入力端子１４SL，
１４SRからのステレオ信号ＳＬ，ＳＲと、第３の入力端
子１４ａからの適応処理信号ＳＡとが、それぞれ等レベ
ルで混合されて、その混合出力が出力端子１５Ｌ，１５
Ｒにそれぞれ導出される。
摺動子が、それぞれｓ側端とａ側端との丁度中央の位置
にある場合には、混合回路１４では、入力端子１４SL，
１４SRからのステレオ信号ＳＬ，ＳＲと、第３の入力端
子１４ａからの適応処理信号ＳＡとが、それぞれ等レベ
ルで混合されて、その混合出力が出力端子１５Ｌ，１５
Ｒにそれぞれ導出される。
【００３７】ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの中心位
置から、各摺動子がｓ側へ移動した場合、出力端子１５
Ｌ，１５Ｒから出力されるステレオ信号ＳＬ，ＳＲのレ
ベルが上昇すると共に、差動的に、適応処理信号ＳＡの
レベルが低下する。また、各摺動子がａ側へ移動した場
合、出力端子１５Ｌ，１５Ｒから出力されるステレオ信
号ＳＬ，ＳＲのレベルが低下すると共に、差動的に、適
応処理信号ＳＡのレベルが上昇する。
置から、各摺動子がｓ側へ移動した場合、出力端子１５
Ｌ，１５Ｒから出力されるステレオ信号ＳＬ，ＳＲのレ
ベルが上昇すると共に、差動的に、適応処理信号ＳＡの
レベルが低下する。また、各摺動子がａ側へ移動した場
合、出力端子１５Ｌ，１５Ｒから出力されるステレオ信
号ＳＬ，ＳＲのレベルが低下すると共に、差動的に、適
応処理信号ＳＡのレベルが上昇する。
【００３８】混合回路１４のポテンショメータ１４Ｌ，
１４Ｒの摺動子がそれぞれ丁度中央位置にある場合、出
力端子１５Ｌ，１５Ｒから出力される各信号の指向性の
ポーラパターンは、それぞれ図５Ｃ，Ｄに示すようにな
る。
１４Ｒの摺動子がそれぞれ丁度中央位置にある場合、出
力端子１５Ｌ，１５Ｒから出力される各信号の指向性の
ポーラパターンは、それぞれ図５Ｃ，Ｄに示すようにな
る。
【００３９】そして、ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒ
の各摺動子がｓ側へ移動した場合、出力端子１５Ｌ，１
５Ｒから出力される各信号の指向性のポーラパターン
は、図５Ａと図５Ｃの中間及び図５Ｂと図５Ｄの中間の
形状になり、ａ側へ移動した場合には、図５Ａと図５Ｅ
の中間及び図５Ｂと図５Ｅの中間の形状になる。
の各摺動子がｓ側へ移動した場合、出力端子１５Ｌ，１
５Ｒから出力される各信号の指向性のポーラパターン
は、図５Ａと図５Ｃの中間及び図５Ｂと図５Ｄの中間の
形状になり、ａ側へ移動した場合には、図５Ａと図５Ｅ
の中間及び図５Ｂと図５Ｅの中間の形状になる。
【００４０】上述のように、この実施例では、使用者が
混合回路１４の両ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺
動子を操作することにより、図５Ａ，Ｂに示すような、
ステレオマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒのワイドな指向性
から、図５Ｅに示すような、適応信号処理による鋭い指
向性まで、装置の総合指向性を連続的に変化させること
ができる。
混合回路１４の両ポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒの摺
動子を操作することにより、図５Ａ，Ｂに示すような、
ステレオマイクロホン１１Ｌ，１１Ｒのワイドな指向性
から、図５Ｅに示すような、適応信号処理による鋭い指
向性まで、装置の総合指向性を連続的に変化させること
ができる。
【００４１】そして、この実施例では、主要入力用マイ
クロホンと参照入力用マイクロホンとは一般的な単一指
向性であればよく、両マイクロホンを近接して配置する
ことも可能であり、容易に小型化することができる。
クロホンと参照入力用マイクロホンとは一般的な単一指
向性であればよく、両マイクロホンを近接して配置する
ことも可能であり、容易に小型化することができる。
【００４２】なお、上述の実施例では、マイクロホン１
１Ｌ，１１Ｒ，２１がそれぞれ単一指向性であるとした
が、単一指向性マイクロホンは、それぞれ無指向性の２
個のマイクロホンユニットを用い、その出力を適宜の移
相回路を介して合成することにより、構成することがで
きる。
１Ｌ，１１Ｒ，２１がそれぞれ単一指向性であるとした
が、単一指向性マイクロホンは、それぞれ無指向性の２
個のマイクロホンユニットを用い、その出力を適宜の移
相回路を介して合成することにより、構成することがで
きる。
【００４３】また、上述の実施例の混合回路１４は、ポ
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒを用いてアナログ的に構
成したが、例えば、図６に示すように、可変係数器（係
数メモリ）と乗算回路，加算回路とを用いて、デジタル
的に構成してもよい。図６の混合回路１４０において
は、図１のポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒが連動する
場合に対応させて、ステレオ信号ＳＬ，ＳＲ用と、適応
処理信号ＳＡとに、それぞれ１個の係数メモリ１４１，
１４２を設けてある。このメモリ１４１，１４２から、
使用者の制御操作に応じた制御信号ＣＴＬにより適宜の
係数ｋｖ，（１−ｋｖ）（ただし、０≦ｋｖ≦１）がそ
れぞれ読み出される。
テンショメータ１４Ｌ，１４Ｒを用いてアナログ的に構
成したが、例えば、図６に示すように、可変係数器（係
数メモリ）と乗算回路，加算回路とを用いて、デジタル
的に構成してもよい。図６の混合回路１４０において
は、図１のポテンショメータ１４Ｌ，１４Ｒが連動する
場合に対応させて、ステレオ信号ＳＬ，ＳＲ用と、適応
処理信号ＳＡとに、それぞれ１個の係数メモリ１４１，
１４２を設けてある。このメモリ１４１，１４２から、
使用者の制御操作に応じた制御信号ＣＴＬにより適宜の
係数ｋｖ，（１−ｋｖ）（ただし、０≦ｋｖ≦１）がそ
れぞれ読み出される。
【００４４】一方のメモリ１４１からの係数ｋｖは乗算
回路１４３，１４４に供給されて、図示を省略したＡ／
Ｄコンバータによりデジタル化された、ステレオ信号Ｓ
Ｌ，ＳＲにそれぞれ乗算され、この乗算回路１４３，１
４４の出力が加算回路１４５，１４６にそれぞれ供給さ
れる。他方のメモリ１４２からの係数（１−ｋｖ）は乗
算回路１４７に供給されて、図１の実施例の減算回路１
８からの、デジタル化された適応処理信号ＳＡに乗算さ
れ、この乗算回路１４７の出力が加算回路１４５，１４
６にそれぞれ供給される。
回路１４３，１４４に供給されて、図示を省略したＡ／
Ｄコンバータによりデジタル化された、ステレオ信号Ｓ
Ｌ，ＳＲにそれぞれ乗算され、この乗算回路１４３，１
４４の出力が加算回路１４５，１４６にそれぞれ供給さ
れる。他方のメモリ１４２からの係数（１−ｋｖ）は乗
算回路１４７に供給されて、図１の実施例の減算回路１
８からの、デジタル化された適応処理信号ＳＡに乗算さ
れ、この乗算回路１４７の出力が加算回路１４５，１４
６にそれぞれ供給される。
【００４５】これにより、加算回路１４５，１４６の出
力は、それぞれ Ｓ145 ＝ｋｖ・ＳＬ＋（１−ｋｖ）ＳＡ Ｓ146 ＝ｋｖ・ＳＲ＋（１−ｋｖ）ＳＡ となって、図６の混合回路１４０においても、ステレオ
信号ＳＬないしＳＲと、適応処理信号ＳＡとが差動的に
混合されて、前述のような図１の実施例と同様の効果を
奏する。
力は、それぞれ Ｓ145 ＝ｋｖ・ＳＬ＋（１−ｋｖ）ＳＡ Ｓ146 ＝ｋｖ・ＳＲ＋（１−ｋｖ）ＳＡ となって、図６の混合回路１４０においても、ステレオ
信号ＳＬないしＳＲと、適応処理信号ＳＡとが差動的に
混合されて、前述のような図１の実施例と同様の効果を
奏する。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、左，右の方向にそれぞれ主たる感度を有する１対の
単一指向性マイクロホンからのステレオ信号の和信号を
主要信号として減算回路に供給し、参照信号として、背
面方向に主たる感度を有する単一指向性マイクロホンか
らの信号を適応フィルタに供給し、適応フィルタの出力
を和信号から減算すると共に、減算回路の出力を適応フ
ィルタにフィードバックして、適応信号処理を行ない、
得られた適応処理信号とステレオ信号とを、１対のポテ
ンショメータからなる混合回路に供給して、使用者が操
作する摺動子の位置に応じた可変の比率で混合するよう
にしたので、適応信号処理による鋭い指向性からワイド
なステレオ状態まで、連続的に指向性を変化させること
ができる。
ば、左，右の方向にそれぞれ主たる感度を有する１対の
単一指向性マイクロホンからのステレオ信号の和信号を
主要信号として減算回路に供給し、参照信号として、背
面方向に主たる感度を有する単一指向性マイクロホンか
らの信号を適応フィルタに供給し、適応フィルタの出力
を和信号から減算すると共に、減算回路の出力を適応フ
ィルタにフィードバックして、適応信号処理を行ない、
得られた適応処理信号とステレオ信号とを、１対のポテ
ンショメータからなる混合回路に供給して、使用者が操
作する摺動子の位置に応じた可変の比率で混合するよう
にしたので、適応信号処理による鋭い指向性からワイド
なステレオ状態まで、連続的に指向性を変化させること
ができる。
【図１】この発明による適応型のマイクロホン装置の一
実施例の全体の構成を示すブロック図である。
実施例の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例の要部の指向性を示す線図
である。
である。
【図３】この発明の一実施例の動作を説明するためのブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】この発明の一実施例の他の動作を説明するため
のブロック図である。
のブロック図である。
【図５】この発明の一実施例の指向性を示す線図であ
る。
る。
【図６】この発明の他の実施例の要部の構成を示す結線
図である。
図である。
【図７】この発明を説明するための適応型雑音低減装置
の概要を示すブロック図である。
の概要を示すブロック図である。
【図８】適応フィルタ回路の構成例を示すブロック図で
ある。
ある。
１１Ｌ，１１Ｒ ステレオマイクロホン １３ 加算回路 １４，１４０ 混合回路 １８ 減算回路 ２１ 参照入力用マイクロホン ２４ 適応フィルタ回路
フロントページの続き (72)発明者 行徳 薫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−83495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−170190（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113392（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 1/40,3/00,5/027
Claims (2)
- 【請求項１】希望音声を収音するための第１のマイクロ
ホンと、上 記第１のマイクロホンの指向性の主軸方向とは異なる
方向に指向性の主軸を有し、参照音声を収音するための
第２のマイクロホンと、上記 第２のマイクロホンからの音声信号が供給される適
応フィルタ手段と、上記 適応フィルタ手段の出力信号を上記第１のマイクロ
ホンからの音声信号と合成する合成手段と、上記合成 手段の出力パワーが最小化されるように上記適
応フィルタ手段を調整する手段と、 上記第１のマイクロホンからの音声信号と、上記合成手
段の出力信号とを可変の比率で混合する混合手段とを備
え、 上記混合手段から出力信号を導出するようにした可変指
向型マイクロホン装置。 - 【請求項２】それぞれの指向性の主軸方向が異なり、希
望ステレオ音声を収音するための１対のマイクロホン
と、上 記１対のマイクロホンのいずれの指向性の主軸方向と
も異なる方向に指向性の主軸を有し、参照音声を収音す
るための第３のマイクロホンと、上記 第３のマイクロホンからの音声信号が供給される適
応フィルタ手段と、上記 適応フィルタ手段の出力信号を上記１対のマイクロ
ホンからの音声信号の和信号と合成する合成手段と、上記合成 手段の出力パワーが最小化されるように上記適
応フィルタ手段を調整する手段と、 上記一対のマイクロホンからの音声信号と、上記合成手
段の出力信号とを可変の比率でそれぞれ混合する一対の
混合手段とを備え、 上記一対の混合手段の出力信号をそれぞれ導出するよう
にした可変指向型マイクロホン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33664992A JP3277954B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 可変指向型マイクロホン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33664992A JP3277954B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 可変指向型マイクロホン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165286A JPH06165286A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3277954B2 true JP3277954B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=18301354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33664992A Expired - Fee Related JP3277954B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 可変指向型マイクロホン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277954B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001119785A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Phone Or Ltd | 収音装置 |
| JP2001119782A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Phone Or Ltd | 収音装置 |
| WO2008062606A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Intercom device |
| JP5691181B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2015-04-01 | 船井電機株式会社 | マイクロホンユニット、及び、それを備えた音声入力装置 |
| CN103945308B (zh) * | 2013-01-23 | 2016-03-02 | 中国科学院声学研究所 | 一种基于波场合成和波场分析的声重放方法及系统 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP33664992A patent/JP3277954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06165286A (ja) | 1994-06-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |