JP3411475B2 - 収音装置 - Google Patents
収音装置Info
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- JP3411475B2 JP3411475B2 JP16609497A JP16609497A JP3411475B2 JP 3411475 B2 JP3411475 B2 JP 3411475B2 JP 16609497 A JP16609497 A JP 16609497A JP 16609497 A JP16609497 A JP 16609497A JP 3411475 B2 JP3411475 B2 JP 3411475B2
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- Japan
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- speaker
- microphone array
- receiving
- directivity
- sound
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/403—Linear arrays of transducers
Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のマイクロホ
ンで構成されるマイクロホンアレーの出力信号を信号処
理して収音を行う収音方法およびその装置に係り、特に
この収音装置をテレビ会議等の通信会議に応用した際の
受話音声の検出の方法および検出するための装置、なら
びに受話スピーカから放射される受話音声の影響を除去
して目的音声の方向に正確にマイクロホンアレーの指向
性を向けて収音することが可能な収音装置に関する。
ンで構成されるマイクロホンアレーの出力信号を信号処
理して収音を行う収音方法およびその装置に係り、特に
この収音装置をテレビ会議等の通信会議に応用した際の
受話音声の検出の方法および検出するための装置、なら
びに受話スピーカから放射される受話音声の影響を除去
して目的音声の方向に正確にマイクロホンアレーの指向
性を向けて収音することが可能な収音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マルチメディア技術の進歩に伴
い、マイクロホンとスピーカを用いた、拡声通話形態に
よるテレビ会議などの通信会議が可能になりつつある。
その場合に、通信会議の机上に話者数分のマイクロホン
を設置することなく、マイクロホンを意識しない自然な
通話が可能で、かつ音声等の目的のみを収音する収音装
置が求められている。
い、マイクロホンとスピーカを用いた、拡声通話形態に
よるテレビ会議などの通信会議が可能になりつつある。
その場合に、通信会議の机上に話者数分のマイクロホン
を設置することなく、マイクロホンを意識しない自然な
通話が可能で、かつ音声等の目的のみを収音する収音装
置が求められている。
【０００３】そのような収音装置の例として、複数のマ
イクロホン（マイクロホンアレー）を設置して、それら
の出力を信号処理して目的音を抽出する収音装置があ
る。このようなマイクロホンアレーを用いて雑音を抑圧
し目的音を抽出する信号処理方式には、遅延和方式，Ａ
ＭＮＯＲなど多数知られているが（例えば大賀，山崎，
金田共著“音響システムとディジタル処理”電子情報通
信学会，１９９５年．ｐｐ．１７３−１９７）、例え
ば、遅延和方式では次のように目的音を抽出する。
イクロホン（マイクロホンアレー）を設置して、それら
の出力を信号処理して目的音を抽出する収音装置があ
る。このようなマイクロホンアレーを用いて雑音を抑圧
し目的音を抽出する信号処理方式には、遅延和方式，Ａ
ＭＮＯＲなど多数知られているが（例えば大賀，山崎，
金田共著“音響システムとディジタル処理”電子情報通
信学会，１９９５年．ｐｐ．１７３−１９７）、例え
ば、遅延和方式では次のように目的音を抽出する。
【０００４】図６は遅延和方式による目的音抽出の原理
を説明する図である。図６において、１は収音部（マイ
クロホンアレー）、２1 ，２2 ，・・・，２M はマイク
ロホン（Ｍはマイクロホンの数）、３1 ，３2 ，・・
・，３M は遅延器、４は加算器、５は出力信号、６は雑
音抑圧部、ｄはマイクロホン間隔、ｓ（ｔ）は収音部１
に到来する音波（ｔは時間を表す）、θは音波ｓ（ｔ）
が収音部１に到来する到来角度、τは各マイクロホンに
音波が到達する時間差（遅延時間）である。
を説明する図である。図６において、１は収音部（マイ
クロホンアレー）、２1 ，２2 ，・・・，２M はマイク
ロホン（Ｍはマイクロホンの数）、３1 ，３2 ，・・
・，３M は遅延器、４は加算器、５は出力信号、６は雑
音抑圧部、ｄはマイクロホン間隔、ｓ（ｔ）は収音部１
に到来する音波（ｔは時間を表す）、θは音波ｓ（ｔ）
が収音部１に到来する到来角度、τは各マイクロホンに
音波が到達する時間差（遅延時間）である。
【０００５】図６のマイクロホン２1 ，２2 ，・・・，
２M が等間隔ｄで直線状に並び、音波ｓ（ｔ）が遠方か
ら、この直線状に並んだマイクロホンに角度θで到来す
るものとする。このとき、マイクロホン２1 に到達した
音波がマイクロホン２2 に到達するまでに伝播する距離
は、マイクロホン間隔ｄと到来角θとからｄｓｉｎθで
表される。同様に、ｉ番目のマイクロホン２i （ｉ＝
２，・・・，Ｍ）に到達するまでに伝播する距離は、
（ｉ−１）ｄｓｉｎθで表される。従って、マイクロホ
ン２i（ｉ＝２，・・・，Ｍ）に到達するまでの遅延時
間τi は、マイクロホン２1 を基準にすると、この伝播
距離を音速ｃで割ることにより、次式（１）で表され
る。
２M が等間隔ｄで直線状に並び、音波ｓ（ｔ）が遠方か
ら、この直線状に並んだマイクロホンに角度θで到来す
るものとする。このとき、マイクロホン２1 に到達した
音波がマイクロホン２2 に到達するまでに伝播する距離
は、マイクロホン間隔ｄと到来角θとからｄｓｉｎθで
表される。同様に、ｉ番目のマイクロホン２i （ｉ＝
２，・・・，Ｍ）に到達するまでに伝播する距離は、
（ｉ−１）ｄｓｉｎθで表される。従って、マイクロホ
ン２i（ｉ＝２，・・・，Ｍ）に到達するまでの遅延時
間τi は、マイクロホン２1 を基準にすると、この伝播
距離を音速ｃで割ることにより、次式（１）で表され
る。
【０００６】
【数１】
ここで、各マイクロホン２i （ｉ＝１，・・・，Ｍ）か
らの出力信号をＸi （ｔ）で表すこと、これは音波ｓ
（ｔ）がτi だけ遅れたものであるから、次式（２）の
ようになる。
らの出力信号をＸi （ｔ）で表すこと、これは音波ｓ
（ｔ）がτi だけ遅れたものであるから、次式（２）の
ようになる。
【０００７】
【数２】
ここで遅延器３i （ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）の遅延量
Ｄi を適切に設定すると、θ方向からの到来する音波の
みを強調して出力信号５に出力できることを以下に示
す。
Ｄi を適切に設定すると、θ方向からの到来する音波の
みを強調して出力信号５に出力できることを以下に示
す。
【０００８】遅延器３i （ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）の
遅延量Ｄi を次式（３）のように設定する。
遅延量Ｄi を次式（３）のように設定する。
【０００９】
【数３】
Ｄo は、τi の値が小さすぎるときに遅延特性をディジ
タルフィルタで実現する際の精度が低下することを防ぐ
ために付加する固定遅延量である。
タルフィルタで実現する際の精度が低下することを防ぐ
ために付加する固定遅延量である。
【００１０】このとき、遅延器３i （ｉ＝１，２，・・
・，Ｍ）の出力は、式（２）の信号に式（３）の遅延Ｄ
i が生じたものなので、次式（４）のようになる。
・，Ｍ）の出力は、式（２）の信号に式（３）の遅延Ｄ
i が生じたものなので、次式（４）のようになる。
【００１１】
【数４】
すなわち、マイクロホンの番号ｉに関わらず、ｓ（ｔ）
がＤ0 だけ遅れた同一の信号となる。
がＤ0 だけ遅れた同一の信号となる。
【００１２】このように位相を揃えてから加算器４によ
って信号を足し合わせれば、このθ方向から到来する音
波は、足し合わされた分、強調される。一方、θ方向と
は別のθN 方向から到来する音波は、τi とは異なる遅
延時間τN をもって受音されるため、式（３）の遅延量
では位相は揃わず、加算器４によって信号を足し合わせ
ても強調されることはない。
って信号を足し合わせれば、このθ方向から到来する音
波は、足し合わされた分、強調される。一方、θ方向と
は別のθN 方向から到来する音波は、τi とは異なる遅
延時間τN をもって受音されるため、式（３）の遅延量
では位相は揃わず、加算器４によって信号を足し合わせ
ても強調されることはない。
【００１３】このようにして、遅延和方式では目的の方
向θから到来する音波を強調し、他の方向θN から到来
する雑音を相対的に抑圧する。
向θから到来する音波を強調し、他の方向θN から到来
する雑音を相対的に抑圧する。
【００１４】このとき、目的の方向θを走査し、マイク
ロホンアレー１の出力信号を監視すれば、θが目的話者
の方向に向いたとき出力信号が大きくなるので、目的話
者の方向を探すことができる。そして、この目的話者の
方向θからの音波を強調するように式（４）に従って位
相を揃えて加算することにより、すなわちマイクロホン
アレー１の指向性をθの方向に向けることにより、目的
音を高いＳＮ比で収音することができる。
ロホンアレー１の出力信号を監視すれば、θが目的話者
の方向に向いたとき出力信号が大きくなるので、目的話
者の方向を探すことができる。そして、この目的話者の
方向θからの音波を強調するように式（４）に従って位
相を揃えて加算することにより、すなわちマイクロホン
アレー１の指向性をθの方向に向けることにより、目的
音を高いＳＮ比で収音することができる。
【００１５】なお、ここでは説明の便宜上、複数のマイ
クロホンを等間隔ｄで直線上に並んだものとして説明し
たが、このマイクロホンの間隔は不等間隔にすることも
可能で、並べる形状も２次元的・３次元的に並べてもよ
い。
クロホンを等間隔ｄで直線上に並んだものとして説明し
たが、このマイクロホンの間隔は不等間隔にすることも
可能で、並べる形状も２次元的・３次元的に並べてもよ
い。
【００１６】また、図７のように点音源的な音源Ｓがマ
イクロホンアレー１に比較的近い距離に位置する場合
は、音源Ｓからの球面波的な性質を利用して、遅延器３
1 ，３2 ，・・・，３M の後段にゲイン７1 ，７2 ，・
・・，７M を設け、このゲインに適切な荷重を与えるこ
とが収音ＳＮ比の向上に重要である。荷重の与え方とし
ては、次式（５），（６），（７）で表わされるような
与え方がある（野村，金田，小島“近接音場型マイクロ
ホンアレー”，日本音響学会誌，５３巻２号（１９９
７），ｐｐ．１１０−１１６）。
イクロホンアレー１に比較的近い距離に位置する場合
は、音源Ｓからの球面波的な性質を利用して、遅延器３
1 ，３2 ，・・・，３M の後段にゲイン７1 ，７2 ，・
・・，７M を設け、このゲインに適切な荷重を与えるこ
とが収音ＳＮ比の向上に重要である。荷重の与え方とし
ては、次式（５），（６），（７）で表わされるような
与え方がある（野村，金田，小島“近接音場型マイクロ
ホンアレー”，日本音響学会誌，５３巻２号（１９９
７），ｐｐ．１１０−１１６）。
【００１７】
【数５】
【００１８】
【数６】
【００１９】
【数７】
ここにｒ1 ，ｒ2 ，・・・，ｒM は音源Ｓから各マイク
ロホン２1 ，２2 ，・・・，２M までの距離、ｒC は室
内の臨界距離すなわち音源の直接音パワーと残響音パワ
ーとが等しくなる距離であり、室容積Ｖ［ｍ3 ］、室の
残響時間Ｔ［秒］に対し、ｒC ＝√（０．００３２Ｖ／
Ｔ）で表わされる（H.Kuttruff, “RoomAcoustics(Thir
d Edition) ”，Elsevier Applied Science,pp.100-132
(1991))。このときマイクロホンアレー１は音源Ｓの位
置の“点”に対して最も感度が高くなるようになり、い
わば感度の“焦点”が形成されるようになる。このと
き、各マイクロホンまでの距離ｒi （ｉ＝１，２，・・
・，Ｍ）に対する遅延器３1，３2 ，・・・，３M の遅
延Ｄ0 −ｒi ／ｃ（ｃ：音速）と上述のゲインｇ0 すな
わちａを変化させて感度の焦点を走査し、アレー出力を
監視すれば、目的話者の存在する点に感度の焦点が向い
たときにアレー出力が大きくなるので、これによって目
的話者の位置を見い出すことができる。
ロホン２1 ，２2 ，・・・，２M までの距離、ｒC は室
内の臨界距離すなわち音源の直接音パワーと残響音パワ
ーとが等しくなる距離であり、室容積Ｖ［ｍ3 ］、室の
残響時間Ｔ［秒］に対し、ｒC ＝√（０．００３２Ｖ／
Ｔ）で表わされる（H.Kuttruff, “RoomAcoustics(Thir
d Edition) ”，Elsevier Applied Science,pp.100-132
(1991))。このときマイクロホンアレー１は音源Ｓの位
置の“点”に対して最も感度が高くなるようになり、い
わば感度の“焦点”が形成されるようになる。このと
き、各マイクロホンまでの距離ｒi （ｉ＝１，２，・・
・，Ｍ）に対する遅延器３1，３2 ，・・・，３M の遅
延Ｄ0 −ｒi ／ｃ（ｃ：音速）と上述のゲインｇ0 すな
わちａを変化させて感度の焦点を走査し、アレー出力を
監視すれば、目的話者の存在する点に感度の焦点が向い
たときにアレー出力が大きくなるので、これによって目
的話者の位置を見い出すことができる。
【００２０】このようにして、方向ないし位置として目
的話者の存在領域を見い出し、その存在領域にアレーの
指向性を向けることにより、高い収音ＳＮ比で目的音を
収音することができる。
的話者の存在領域を見い出し、その存在領域にアレーの
指向性を向けることにより、高い収音ＳＮ比で目的音を
収音することができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】このマイクロホンアレ
ー１をテレビ会議などの通信会議等に応用することを試
みる。マイクロホンアレー１を通信会議の収音部等に利
用する利点は、高い収音ＳＮ比で話者から離れた位置に
マイクロホンアレー１を設置することが可能なため、机
上に複数のマイクロホンを設置する必要がなく、マイク
ロホンを意識しない、自然な通話が可能になるなどの利
点が挙げられる。
ー１をテレビ会議などの通信会議等に応用することを試
みる。マイクロホンアレー１を通信会議の収音部等に利
用する利点は、高い収音ＳＮ比で話者から離れた位置に
マイクロホンアレー１を設置することが可能なため、机
上に複数のマイクロホンを設置する必要がなく、マイク
ロホンを意識しない、自然な通話が可能になるなどの利
点が挙げられる。
【００２２】このマイクロホンアレー１を収音部にした
通信会議装置の例を図８に示す。この図で、１０Ａ，１
０Ｂは通信会議室、１１Ａ，１１Ｂはマイクロホンアレ
ー１２Ａ，１２Ｂはマイクロホンアレー主装置、１３は
通信回線、１４Ａ，１４Ｂは受話スピーカを表す。会議
室１０Ａで発話された目的音声はマイクロホンアレー１
１Ａで収音され、マイクロホンアレー主装置１２Ａで目
的音声を強調する処理が施された後、通信回線１３を通
って、通信先である通信会議室１０Ｂに送信され、スピ
ーカ１４Ｂから受話音声として放射される。通信会議室
１０Ｂで発話された目的音声に対する信号の流れも、上
述と同様の流れとなる。マイクロホンアレー主装置１２
Ａおよび１２Ｂは上述のようにマイクロホンアレー１１
Ａ，１１Ｂの指向性を走査して目的話者の存在領域を見
い出し、マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性が
目的話者の存在領域に向くように動作し、目的音声を高
いＳＮ比で収音するように動作する。
通信会議装置の例を図８に示す。この図で、１０Ａ，１
０Ｂは通信会議室、１１Ａ，１１Ｂはマイクロホンアレ
ー１２Ａ，１２Ｂはマイクロホンアレー主装置、１３は
通信回線、１４Ａ，１４Ｂは受話スピーカを表す。会議
室１０Ａで発話された目的音声はマイクロホンアレー１
１Ａで収音され、マイクロホンアレー主装置１２Ａで目
的音声を強調する処理が施された後、通信回線１３を通
って、通信先である通信会議室１０Ｂに送信され、スピ
ーカ１４Ｂから受話音声として放射される。通信会議室
１０Ｂで発話された目的音声に対する信号の流れも、上
述と同様の流れとなる。マイクロホンアレー主装置１２
Ａおよび１２Ｂは上述のようにマイクロホンアレー１１
Ａ，１１Ｂの指向性を走査して目的話者の存在領域を見
い出し、マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性が
目的話者の存在領域に向くように動作し、目的音声を高
いＳＮ比で収音するように動作する。
【００２３】このようにマイクロホンアレー１１Ａ，１
１Ｂは、目的話者の存在領域を検出してこの存在領域に
マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性を向けて目
的音を高いＳＮ比で収音することについては効果があっ
た。しかし、通信先からの受話音声が受話スピーカ１４
Ａまたは１４Ｂから放射されたとき、この受話スピーカ
１４Ａまたは１４Ｂをしばしば目的話者として誤検出し
てしまい、マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性
を受話スピーカ１４Ａまたは１４Ｂの方向に向けてしま
うことが解った。更にこのとき、受話スピーカ１４Ａま
たは１４Ｂから放射された音声がマイクロホンアレー１
４Ａまたは１４Ｂに収音されて再び発話者のいる通信会
議室１０Ａまたは１０Ｂに戻ってエコーとして知覚され
たり、ハウリングなどの原因になって通話品質が劣化す
るという問題が生じることも解った。
１Ｂは、目的話者の存在領域を検出してこの存在領域に
マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性を向けて目
的音を高いＳＮ比で収音することについては効果があっ
た。しかし、通信先からの受話音声が受話スピーカ１４
Ａまたは１４Ｂから放射されたとき、この受話スピーカ
１４Ａまたは１４Ｂをしばしば目的話者として誤検出し
てしまい、マイクロホンアレー１１Ａ，１１Ｂの指向性
を受話スピーカ１４Ａまたは１４Ｂの方向に向けてしま
うことが解った。更にこのとき、受話スピーカ１４Ａま
たは１４Ｂから放射された音声がマイクロホンアレー１
４Ａまたは１４Ｂに収音されて再び発話者のいる通信会
議室１０Ａまたは１０Ｂに戻ってエコーとして知覚され
たり、ハウリングなどの原因になって通話品質が劣化す
るという問題が生じることも解った。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は以下の構成をとる。まず、受話スピーカ
の位置にマイクロホンアレーの指向性を向けることを防
ぐ指向性制御部を設ける。しかし、実用上はこれでは不
充分である。すなわち、受話スピーカの近傍領域にある
床・壁面からは受話スピーカの放射した音声に対する第
一反射音が生成される。一般にこの第一反射音は高いエ
ネルギーを持つため、この反射音の影響からマイクロホ
ンアレーが誤検出を行うことがある。これを防ぐため、
受話スピーカの位置だけとせずに、受話スピーカ一を含
んだ受話スピーカ近傍領域に対してマイクロホンアレー
の指向性を向けることを防ぐ指向性制御部を設ける。な
お、受話スピーカ近傍領域とは、受話スピーカを中心と
した半径０．５〜２ｍ程度の領域であり、実際の半径の
大きさは収音の用途や使用する室の反射の度合・騒音な
どの条件に依存して決定される。ただし、目的話者の存
在領域と重複しない範囲で、大きくとることが望まし
い。
めに、本発明は以下の構成をとる。まず、受話スピーカ
の位置にマイクロホンアレーの指向性を向けることを防
ぐ指向性制御部を設ける。しかし、実用上はこれでは不
充分である。すなわち、受話スピーカの近傍領域にある
床・壁面からは受話スピーカの放射した音声に対する第
一反射音が生成される。一般にこの第一反射音は高いエ
ネルギーを持つため、この反射音の影響からマイクロホ
ンアレーが誤検出を行うことがある。これを防ぐため、
受話スピーカの位置だけとせずに、受話スピーカ一を含
んだ受話スピーカ近傍領域に対してマイクロホンアレー
の指向性を向けることを防ぐ指向性制御部を設ける。な
お、受話スピーカ近傍領域とは、受話スピーカを中心と
した半径０．５〜２ｍ程度の領域であり、実際の半径の
大きさは収音の用途や使用する室の反射の度合・騒音な
どの条件に依存して決定される。ただし、目的話者の存
在領域と重複しない範囲で、大きくとることが望まし
い。
【００２５】指向性制御の最も基本的な手段は、受話ス
ピーカが存在する領域Ｆｓｐないし受話スピーカ近傍領
域Ｆｎを目的話者検出のための指向性の走査範囲から除
外することである。また、受話スピーカから放射された
受話音声の室内の反射、または空調や室の窓・壁から到
来する騒音等によって受話スピーカ近傍領域以外の室内
の特定領域の音圧を上昇させる場合には、この特定領域
も受話スピーカないし受話スピーカ近傍領域と併せて指
向性の走査範囲から除くように設定する。
ピーカが存在する領域Ｆｓｐないし受話スピーカ近傍領
域Ｆｎを目的話者検出のための指向性の走査範囲から除
外することである。また、受話スピーカから放射された
受話音声の室内の反射、または空調や室の窓・壁から到
来する騒音等によって受話スピーカ近傍領域以外の室内
の特定領域の音圧を上昇させる場合には、この特定領域
も受話スピーカないし受話スピーカ近傍領域と併せて指
向性の走査範囲から除くように設定する。
【００２６】また、同様の主旨を実現させるためには、
次のような手段も適用できる。マイクロホンアレー出力
の平均パワーの高くなる領域に指向性を向けたときを以
って目的話者の存在領域を検出する場合、指向性を走査
したときの各領域に対するパワーを計算する各領域別パ
ワー計算部を設け、受話スピーカないし受話スピーカ近
傍領域ないし指定した特定領域を除く各領域に対するパ
ワーを計算し、この領域別パワー計算部で計算されたパ
ワーの中からパワーの高い領域を音源領域として検出す
ることができる。このようにすれば、受話スピーカない
し受話スピーカ近傍領域ないし指定した特定領域が目的
話者の存在領域として誤検出される問題は回避できる。
次のような手段も適用できる。マイクロホンアレー出力
の平均パワーの高くなる領域に指向性を向けたときを以
って目的話者の存在領域を検出する場合、指向性を走査
したときの各領域に対するパワーを計算する各領域別パ
ワー計算部を設け、受話スピーカないし受話スピーカ近
傍領域ないし指定した特定領域を除く各領域に対するパ
ワーを計算し、この領域別パワー計算部で計算されたパ
ワーの中からパワーの高い領域を音源領域として検出す
ることができる。このようにすれば、受話スピーカない
し受話スピーカ近傍領域ないし指定した特定領域が目的
話者の存在領域として誤検出される問題は回避できる。
【００２７】さらに、同様の主旨を実現させるために
は、次のような手段も適用できる。すなわち、指向性を
主走査したときの各領域に対するパワーを計算する各領
域パワー計算部の出力から、受話スピーカないし受話ス
ピーカ近傍領域ないし指定した特定領域を除く各領域に
対するパワーの中からパワーの高い領域を音源領域とし
て検出すればよい。
は、次のような手段も適用できる。すなわち、指向性を
主走査したときの各領域に対するパワーを計算する各領
域パワー計算部の出力から、受話スピーカないし受話ス
ピーカ近傍領域ないし指定した特定領域を除く各領域に
対するパワーの中からパワーの高い領域を音源領域とし
て検出すればよい。
【００２８】ここで述べた、受話スピーカないし受話ス
ピーカ近傍領域ないし設定した特定領域にマイクロホン
アレーの指向性が向くことを防ぐ手段は、話者の発話音
声を収音して話者の居る同一室内にスピーカ等で拡声す
る場内拡声にも応用することができる。例えば、比較的
広い場所での講演会などで聴講者が講演者に対して質問
する場合、質問内容を聞き取りやすくするために聴講者
の質問をスピーカ等で場内に拡声する。聴講者の質問を
収音する際に前記のマイクロホンアレーを用いて聴講者
に指向性を向けることが考えれるが、拡声用スピーカか
ら放射される音波のエネルギーが大きい場合、マイクロ
ホンアレーは質問をしている聴講者の他に拡声用スピー
カないし拡声用スピーカ近傍領域ないし設定した特定領
域を除いて指向性を制御するという手段が考えられる。
ピーカ近傍領域ないし設定した特定領域にマイクロホン
アレーの指向性が向くことを防ぐ手段は、話者の発話音
声を収音して話者の居る同一室内にスピーカ等で拡声す
る場内拡声にも応用することができる。例えば、比較的
広い場所での講演会などで聴講者が講演者に対して質問
する場合、質問内容を聞き取りやすくするために聴講者
の質問をスピーカ等で場内に拡声する。聴講者の質問を
収音する際に前記のマイクロホンアレーを用いて聴講者
に指向性を向けることが考えれるが、拡声用スピーカか
ら放射される音波のエネルギーが大きい場合、マイクロ
ホンアレーは質問をしている聴講者の他に拡声用スピー
カないし拡声用スピーカ近傍領域ないし設定した特定領
域を除いて指向性を制御するという手段が考えられる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明にかかる収音方法およびそ
の装置は、受話スピーカないし受話スピーカ近傍領域な
いし設定された特定領域にマイクロホンアレーの指向性
を向けることを防ぐことにより、受話スピーカから放射
される受話音声の影響を防ぎ、目的音声の存在しない受
話スピーカないし受話近傍領域ないし指定の特定領域に
誤ってマイクロホンアレーの指向性を向ける動作を防ぐ
ように構成される。
の装置は、受話スピーカないし受話スピーカ近傍領域な
いし設定された特定領域にマイクロホンアレーの指向性
を向けることを防ぐことにより、受話スピーカから放射
される受話音声の影響を防ぎ、目的音声の存在しない受
話スピーカないし受話近傍領域ないし指定の特定領域に
誤ってマイクロホンアレーの指向性を向ける動作を防ぐ
ように構成される。
【００３０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００３１】図１は、本発明の基本構成を示すブロック
図である。この図において、２０は通信会議装置で、マ
イクロホンアレー２１とマイクロホンアレー主装置２２
と送信手段をなす送話回線２３−２と受話手段をなす受
話回線２３−１と受話スピーカ２４と指向性制御部３０
から構成される。
図である。この図において、２０は通信会議装置で、マ
イクロホンアレー２１とマイクロホンアレー主装置２２
と送信手段をなす送話回線２３−２と受話手段をなす受
話回線２３−１と受話スピーカ２４と指向性制御部３０
から構成される。
【００３２】その動作を説明すると、マイクロホンアレ
ー２１で収音された信号は、マイクロホンアレー主装置
２２で信号処理が施され、目的話者の存在領域にマイク
ロホンアレー２１の指向性を向けて目的音声を高いＳＮ
比で収音し、送話回線２３−２を通して目的音声を通信
先に送信する。通信先から受話回線２３−１を通して受
信した受話信号は、受話スピーカ２４によって受話音声
として放射される。このとき、目的話者の発話していな
い受話スピーカ２４ないし受話スピーカ２４の近傍領域
ないし指定した特定領域に誤ってマイクロホンアレー２
１の指向性が向けられないようにするために、指向性制
御部３０によってマイクロホンアレー主装置２２の信号
処理を制御し、マイクロホンアレー２１の指向性を制御
する。
ー２１で収音された信号は、マイクロホンアレー主装置
２２で信号処理が施され、目的話者の存在領域にマイク
ロホンアレー２１の指向性を向けて目的音声を高いＳＮ
比で収音し、送話回線２３−２を通して目的音声を通信
先に送信する。通信先から受話回線２３−１を通して受
信した受話信号は、受話スピーカ２４によって受話音声
として放射される。このとき、目的話者の発話していな
い受話スピーカ２４ないし受話スピーカ２４の近傍領域
ないし指定した特定領域に誤ってマイクロホンアレー２
１の指向性が向けられないようにするために、指向性制
御部３０によってマイクロホンアレー主装置２２の信号
処理を制御し、マイクロホンアレー２１の指向性を制御
する。
【００３３】図２に、本発明の第１の実施例を示す。図
において、３１は指向性走査部、３２は音源存在領域検
出部、３３は音源存在領域検出限定部であり、以上で指
向性制御部３０が形成される。なお、その他図１と同一
符号は同一部分を示す。
において、３１は指向性走査部、３２は音源存在領域検
出部、３３は音源存在領域検出限定部であり、以上で指
向性制御部３０が形成される。なお、その他図１と同一
符号は同一部分を示す。
【００３４】次に動作について説明する。マイクロホン
アレー２１の指向性を走査する指向性走査部３１の出力
信号から目的話者領域を音源存在領域検出部３２で検出
する。受話スピーカ２４ないし受話スピーカ近傍領域な
いし指定した特定領域を音源存在領域の検出から音源存
在領域検出限定部３３によって除外する。
アレー２１の指向性を走査する指向性走査部３１の出力
信号から目的話者領域を音源存在領域検出部３２で検出
する。受話スピーカ２４ないし受話スピーカ近傍領域な
いし指定した特定領域を音源存在領域の検出から音源存
在領域検出限定部３３によって除外する。
【００３５】図３に、本発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例は図２の第２の実施例の音源存在領域検出部３
２を領域別パワー計算部３２１と領域別パワー最大領域
検出部３２２で構成したもので、その他は図２と同じで
ある。
の実施例は図２の第２の実施例の音源存在領域検出部３
２を領域別パワー計算部３２１と領域別パワー最大領域
検出部３２２で構成したもので、その他は図２と同じで
ある。
【００３６】次に動作を説明する。指向性走査部３１の
出力信号のパワーを領域別パワー計算部３２１で計算
し、この領域別パワー計算部３２１の計算したパワーが
最大となる領域を領域別パワー最大領域検出部３２２で
検出し、音源領域の検出を行う。
出力信号のパワーを領域別パワー計算部３２１で計算
し、この領域別パワー計算部３２１の計算したパワーが
最大となる領域を領域別パワー最大領域検出部３２２で
検出し、音源領域の検出を行う。
【００３７】図４に、本発明の第３の実施例を示す。こ
の実施例は、受話スピーカ２４ないし受話スピーカ近傍
領域ないし設定した特定領域を除く各領域に対して指向
性走査部３１の出力信号のパワーを計算する指向性走査
限定出力パワー計算部３２３とこの指向性走査限定出力
パワー計算部３２３の計算したパワーが最大となる領域
を検出する指向性走査限定出力パワー最大領域検出部３
２４とから音源存在領域検出部３２を構成した実施例で
ある。その他は図３と同じである。
の実施例は、受話スピーカ２４ないし受話スピーカ近傍
領域ないし設定した特定領域を除く各領域に対して指向
性走査部３１の出力信号のパワーを計算する指向性走査
限定出力パワー計算部３２３とこの指向性走査限定出力
パワー計算部３２３の計算したパワーが最大となる領域
を検出する指向性走査限定出力パワー最大領域検出部３
２４とから音源存在領域検出部３２を構成した実施例で
ある。その他は図３と同じである。
【００３８】図５に、本発明の第４の実施例を示す。こ
れは、マイクロホンアレー２１の指向性を走査する指向
性走査部３１と、受話スピーカ２４ないし受話スピーカ
近傍領域ないし指定した領域への指向性の走査を禁止す
る走査限定部３４と、指向性走査部３１の出力信号のパ
ワーを計算する指向性走査限定出力パワー計算部３５と
指向性走査限定出力パワー計算部３５の計算したパワー
が最大となる領域を検出する指向性走査限定出力パワー
最大領域検出部３６とから指向性制御部３０を構成した
実施例である。
れは、マイクロホンアレー２１の指向性を走査する指向
性走査部３１と、受話スピーカ２４ないし受話スピーカ
近傍領域ないし指定した領域への指向性の走査を禁止す
る走査限定部３４と、指向性走査部３１の出力信号のパ
ワーを計算する指向性走査限定出力パワー計算部３５と
指向性走査限定出力パワー計算部３５の計算したパワー
が最大となる領域を検出する指向性走査限定出力パワー
最大領域検出部３６とから指向性制御部３０を構成した
実施例である。
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明にかかる収
音装置は、 マイクロホンアレーの指向性を走査する指向
性走査部と、該指向性走査部の出力信号から目的音源の
存在領域を検出する音源存在領域検出部と、該受話スピ
ーカないし該受話スピーカの近傍領域ないし指定した特
定領域に該マイクロホンアレーの指向性を向けることを
禁止する指向性限定部とから該指向性制御部を構成した
ので、受話スピーカないしその近傍ないし指定した特定
領域に誤ってマイクロホンアレーの指向性を向けること
を効果的に防止できる。つまり、本発明によれば、受話
スピーカや空調や窓からの騒音，受話音声の室内反射等
によって音圧が上昇した特定領域を目的音源として誤検
出することを防ぐことができる。
音装置は、 マイクロホンアレーの指向性を走査する指向
性走査部と、該指向性走査部の出力信号から目的音源の
存在領域を検出する音源存在領域検出部と、該受話スピ
ーカないし該受話スピーカの近傍領域ないし指定した特
定領域に該マイクロホンアレーの指向性を向けることを
禁止する指向性限定部とから該指向性制御部を構成した
ので、受話スピーカないしその近傍ないし指定した特定
領域に誤ってマイクロホンアレーの指向性を向けること
を効果的に防止できる。つまり、本発明によれば、受話
スピーカや空調や窓からの騒音，受話音声の室内反射等
によって音圧が上昇した特定領域を目的音源として誤検
出することを防ぐことができる。
【００４２】また、指向性走査部の出力信号のパワーを
計算する指向性走査限定出力パワー計算部と、該指向性
走査限定出力パワー計算部の計算したパワーが最大とな
る指向性主走査領域を検出する指向性走査限定出力パワ
ー最大領域検出部とから該音源存在領域検出部を構成し
たので、パワーから音源領域を検出でき、確実な動作が
保証される。
計算する指向性走査限定出力パワー計算部と、該指向性
走査限定出力パワー計算部の計算したパワーが最大とな
る指向性主走査領域を検出する指向性走査限定出力パワ
ー最大領域検出部とから該音源存在領域検出部を構成し
たので、パワーから音源領域を検出でき、確実な動作が
保証される。
【００４３】また、マイクロホンアレーの指向性を走査
する指向性走査部と、該受話スピーカないし該受話スピ
ーカの近傍領域ないし指定した特定領域を除く領域に対
して該指向性走査の出力信号のパワーを計算する指向性
走査限定出力パワー計算部と、該指向性走査出力パワー
計算部の計算したパワーが最大となる領域を検出する指
向性走査限定出力パワー最大領域検出部とから該指向性
制御部を構成したので、パワー計算の段階で指定した幾
つかの領域を除外しているため計算量を少なくすること
ができる。
する指向性走査部と、該受話スピーカないし該受話スピ
ーカの近傍領域ないし指定した特定領域を除く領域に対
して該指向性走査の出力信号のパワーを計算する指向性
走査限定出力パワー計算部と、該指向性走査出力パワー
計算部の計算したパワーが最大となる領域を検出する指
向性走査限定出力パワー最大領域検出部とから該指向性
制御部を構成したので、パワー計算の段階で指定した幾
つかの領域を除外しているため計算量を少なくすること
ができる。
【００４４】また、マイクロホンアレーの指向性を走査
する指向性走査部と、該受話スピーカないし該受話スピ
ーカの近傍領域ないし指定した特定領域の該指向性の走
査を禁止する走査限定部と、該指向性走査部の出力信号
のパワーを計算する指向性走査限定出力パワー計算部
と、該指向性走査限定出力パワー計算部の計算したパワ
ーが最大となる領域を検出する指向性走査限定出力パワ
ー最大領域検出部とから該指向性制御部を構成したの
で、指向性走査の段階で指定した幾つかの領域を除去し
ているので、更に計算量を少なくすることができる。
する指向性走査部と、該受話スピーカないし該受話スピ
ーカの近傍領域ないし指定した特定領域の該指向性の走
査を禁止する走査限定部と、該指向性走査部の出力信号
のパワーを計算する指向性走査限定出力パワー計算部
と、該指向性走査限定出力パワー計算部の計算したパワ
ーが最大となる領域を検出する指向性走査限定出力パワ
ー最大領域検出部とから該指向性制御部を構成したの
で、指向性走査の段階で指定した幾つかの領域を除去し
ているので、更に計算量を少なくすることができる。
【００４５】 このように本発明によれば受話スピーカ
から放射された音声がマイクロホンアレーに収音される
ことを防ぐことができるようになり、発話者の発した音
声が回線を通って再び発話者のいる部屋に戻るエコーを
防ぎ、またハウリングを防止できるようになり、これら
エコーやハウリングによる通話品質の劣化を防止すると
いう、これまでにない優れた効果を奏する。
から放射された音声がマイクロホンアレーに収音される
ことを防ぐことができるようになり、発話者の発した音
声が回線を通って再び発話者のいる部屋に戻るエコーを
防ぎ、またハウリングを防止できるようになり、これら
エコーやハウリングによる通話品質の劣化を防止すると
いう、これまでにない優れた効果を奏する。
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の収音装置の第１の実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】本発明の収音装置の第２の実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の収音装置の第３の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図５】本発明の収音装置の第４の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図６】従来の遅延和方式による雑音抑圧収音の原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図７】音源がマイクロホンアレーに近い位置に位置す
る場合における遅延器の後段のゲインの荷重を適切に設
定して収音ＳＮ比を向上させることを説明するための図
である。
る場合における遅延器の後段のゲインの荷重を適切に設
定して収音ＳＮ比を向上させることを説明するための図
である。
【図８】従来のマイクロホンアレーを用いた通信会議を
説明するためのブロック図である。
説明するためのブロック図である。
２０ 通信会議装置
２１ マイクロホンアレー
２２ マイクロホンアレー主装置
２３−１ 受話回線
２３−２ 送話回線
２４ 受話スピーカ
３０ 指向性制御部
３１ 指向性走査部
３２ 音源領域検出部
３２１ 領域別パワー計算部
３２２ 領域別パワー最大領域検出部
３２３ 指向性走査限定出力パワー計算部
３２４ 指向性走査限定出力パワー最大領域検出部
３３ 音源存在領域検出限定部
３４ 走査限定部
３５ 指向性走査限定出力パワー計算部
３６ 指向性走査限定出力パワー最大領域検出部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−104970（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−269082（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−240990（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 3/00 320
H04R 1/40 320
Claims (2)
- 【請求項１】複数のマイクロホンから成るマイクロホン
アレーと該マイクロホンアレーの出力信号を信号処理す
るマイクロホンアレー主装置とを用いて収音を行う収音
装置において、 通信先からの信号を受信する受信手段と、 該受信手段からの受話信号を受話音波として放射する受
話スピーカと、 該受話スピーカないし該受話スピーカ近傍領域ないし指
定した特定領域へ該マイクロホアレーの指向性が向くこ
とを禁止する指向性制御部とを設けた収音装置であっ
て、 該マイクロホンアレーの指向性の方向または焦点を走査
する指向性走査部と、 該受話スピーカないし該受話スピーカの近傍領域ないし
指定した特定領域を除く領域に対して該指向性走査の出
力信号のパワーを計算する指向性走査限定出力パワー計
算部と、 該指向性走査限定出力パワー計算部の計算したパワーが
最大となる領域を検出する指向性走査限定パワー出力最
大領域検出部とから該指向性制御部を構成したことを特
徴とする収音装置。 - 【請求項２】複数のマイクロホンから成るマイクロホン
アレーと該マイクロホンアレーの出力信号を信号処理す
るマイクロホンアレー主装置とを用いて収音を行う収音
装置において、 通信先からの信号を受信する受信手段と、 該受信手段からの受話信号を受話音波として放射する受
話スピーカと、 該受話スピーカないし該受話スピーカ近傍領域ないし指
定した特定領域へ該マイクロホンアレーの指向性が向く
ことを禁止する指向性制御部とを設けた収音装置であっ
て、 該マイクロホンアレーの指向性の方向または焦点を走査
する指向性走査部と、 該受話スピーカないし該受話スピーカの近傍領域ないし
指定した特定領域の該指向性の走査を禁止する走査限定
部と、 該指向性走査部の出力信号のパワーを計算する指向性走
査限定出力パワー計算部と、 該指向性走査限定出力パワー計算部の計算したパワーが
最大となる領域を検出する指向性走査限定出力パワー最
大領域検出部とから該指向性制御部を構成したことを特
徴とする収音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16609497A JP3411475B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 収音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16609497A JP3411475B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 収音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118191A JPH1118191A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3411475B2 true JP3411475B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=15824895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16609497A Expired - Fee Related JP3411475B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 収音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411475B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2828327B1 (fr) * | 2000-10-03 | 2003-12-12 | France Telecom | Procede et dispositif de reduction d'echo |
| JP3739673B2 (ja) * | 2001-06-22 | 2006-01-25 | 日本電信電話株式会社 | ズーム推定方法、装置、ズーム推定プログラム、および同プログラムを記録した記録媒体 |
| US7274794B1 (en) | 2001-08-10 | 2007-09-25 | Sonic Innovations, Inc. | Sound processing system including forward filter that exhibits arbitrary directivity and gradient response in single wave sound environment |
| JP4639639B2 (ja) * | 2004-05-18 | 2011-02-23 | ソニー株式会社 | マイクロフォン信号生成方法および通話装置 |
| JP2006058395A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Spectra:Kk | 音響信号入出力装置 |
| JP5086768B2 (ja) * | 2007-10-18 | 2012-11-28 | パナソニック株式会社 | 通話装置 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16609497A patent/JP3411475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1118191A (ja) | 1999-01-22 |
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