JP4952396B2 - スピーカアレイ装置、マイクアレイ装置および信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカアレイの指向性を向上させる技術に関する。

指向性を高めることのできるスピーカシステム、いわゆる狭指向性を有するスピーカシステムとして、例えば、スピーカアレイがある。スピーカアレイは、個々のスピーカから放出される音の振幅、位相などを制御することにより音の指向状態を制御して、ビーム化した音を所望の場所へ放出することができる。音をビーム化することにより、遠く離れた場所に対しても音量の減衰が少ない状態で音を伝えることが可能であることから、大きなホールなどで頻繁に用いられる。

一方でスピーカアレイは、指向状態の制御の関係から、音の周波数帯域が狭くなりやすい。そのため、広い周波数帯域に渡って指向状態の制御を行うために、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を用いて、個々の周波数ポイントにおいて入力されたオーディオ信号の位相、振幅を最適化制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２）。
特開平２−２３９７９８号公報 谷口哲樹、西川清、天野真樹、「Ｄｏｌｐｈ−Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ空間フィルタを用いた複数帯域分割による広帯域ビーム形成法」、電子情報通信学会論文誌 １９９５／１２ Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ａ Ｎｏ．１２ ｐ１５７６−ｐ１５８４ 大屋光功、西川清、「帯域分割設計による任意ビーム方向指向性アレースピーカ」、第１０回ディジタル信号処理シンポジウム １９９５／１１／１−２ ｐ５９−ｐ６４

しかし、ＦＩＲフィルタを用いて個々の周波数ポイントにおいて位相、振幅の制御を行うと、膨大な計算量となりＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにおける処理の負荷が非常に大きなものとなっていた。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、広範囲の周波数帯域における指向制御を負荷の少ない処理で行うことを可能とするスピーカアレイ装置、マイクアレイ装置および信号処理方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、複数の放音手段と、入力されるオーディオ信号を予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより、周波数帯域の異なる複数の分割オーディオ信号を生成する信号分割手段と、予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅手段を有する増幅手段群を複数有する信号処理手段とを具備し、前記各増幅手段群は、前記信号分割手段において生成された複数の分割オーディオ信号のうち所定の周波数帯域であって、他の増幅手段群とは異なる周波数帯域の分割オーディオ信号が供給され、前記各増幅手段群を構成する前記各増幅手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を当該増幅手段に接続された放音手段に供給し、前記複数の放音手段は、前記各増幅手段から供給された信号を放音することにより、所定の指向特性を有する音響ビームを放出し、前記各増幅手段群に予め設定された窓関数は、前記複数の増幅手段群のうち供給される分割オーディオ信号の周波数帯域が低い周波数帯域である増幅手段群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割手段における１以上の周波数特性が設定されていることを特徴とするスピーカアレイ装置を提供する。

また、別の好ましい態様において、前記指向特性を変化させる制御手段をさらに具備し、前記各放音手段は、前記各増幅手段から供給された信号に対して、遅延処理を行う遅延手段と、遅延手段によって遅延処理された信号を放音するスピーカとを有し、前記制御部は、前記各放音手段を構成する遅延手段の遅延量を制御することにより前記指向特性を変化させてもよい。

また、別の好ましい態様において、前記指向特性を変化させる制御手段をさらに具備し、前記各増幅手段群は、前記各増幅手段の各々に接続され、遅延処理を行う遅延手段をさらに具備し、前記各増幅手段群を構成する前記各遅延手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に対して遅延処理した信号を、当該遅延処理を行った遅延手段に接続された増幅手段に供給し、前記各増幅手段群を構成する前記各増幅手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に替えて、前記各遅延手段から供給された信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を接続された放音手段に供給し、前記制御部は、前記遅延手段の遅延量を制御することにより前記指向特性を変化させてもよい。

また、別の好ましい態様において、前記制御手段が前記各遅延手段を制御することによって、前記指向特性を変化させた場合には、前記信号分割手段に設定される１以上の周波数特性を変更する変更手段をさらに具備してもよい。

また、本発明は、複数の収音手段と、予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅手段を有する増幅手段群を複数有する信号処理手段と、予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより得られる複数の周波数帯域のうち所定の周波数帯域が設定され、供給される信号の当該周波数帯域以外の周波数帯域の振幅を減衰させて出力する帯域選択手段を複数有するとともに、前記複数の帯域選択手段から出力される信号を加算する加算手段を有する信号分割合成手段とを具備し、前記各収音手段は、収音に基づいてオーディオ信号を生成し、前記各増幅手段は、前記各増幅手段に接続された前記収音手段が生成するオーディオ信号が供給され、前記各増幅手段群は、供給されたオーディオ信号に対して、当該増幅手段群を構成する各増幅手段によって前記設定された増幅率で増幅処理された信号を加算し、当該加算した信号を当該増幅手段群に接続された前記帯域選択手段に供給し、前記複数の帯域選択手段に設定された所定の周波数帯域は、それぞれ異なる周波数帯域であり、前記複数の収音手段が行う収音は、所定の指向特性を有し、前記各増幅手段に予め設定された窓関数は、前記複数の帯域選択手段のうち設定された周波数帯域が低い周波数帯域である帯域選択手段に接続された増幅手段群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割合成手段における１以上の周波数特性が設定されることを特徴とするマイクアレイ装置を提供する。

また、本発明は、複数の放音手段を有するスピーカアレイ装置に用いる信号処理方法であって、入力されるオーディオ信号を予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより、周波数帯域の異なる複数の分割オーディオ信号を生成する信号分割過程と、予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅過程を備える増幅過程群を複数備える信号処理過程とを備え、前記各増幅過程群は、前記信号分割過程において生成された複数の分割オーディオ信号のうち所定の周波数帯域であって、他の増幅過程群とは異なる周波数帯域の分割オーディオ信号が供給され、前記各増幅過程群における前記各増幅過程は、当該増幅過程群に供給された分割オーディオ信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を当該増幅過程に対応する放音手段に供給し、前記複数の放音手段は、前記各増幅過程によって供給された信号を放音することにより、所定の指向特性を有する音響ビームを放出し、前記各増幅過程群に予め設定された窓関数は、前記複数の増幅過程群のうち供給される分割オーディオ信号の周波数帯域が低い周波数帯域である増幅過程群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割過程における１以上の周波数特性が設定されていることを特徴とする信号処理方法を提供する。

また、本発明は、複数の収音手段を有するマイクアレイ装置に用いる信号処理方法であって、予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅過程を備える増幅過程群を複数備える信号処理過程と、予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより得られる複数の周波数帯域のうち所定の周波数帯域が設定され、供給される信号の当該周波数帯域以外の周波数帯域の振幅を減衰させて出力する帯域選択過程を複数備えるとともに、前記複数の帯域選択過程から出力される信号を加算する加算過程を備える信号分割合成過程とを備え、前記各収音手段は、収音に基づいてオーディオ信号を生成し、前記各増幅過程は、前記各増幅過程に対応する前記収音手段が生成するオーディオ信号が供給され、前記各増幅過程群は、供給されたオーディオ信号に対して、当該増幅過程群における各増幅過程によって前記設定された増幅率で増幅処理した信号を加算し、当該加算した信号を当該増幅過程群に対応した前記帯域選択過程に供給し、前記複数の帯域選択過程に設定された所定の周波数帯域は、それぞれ異なる周波数帯域であり、前記複数の収音手段が行う収音は、所定の指向特性を有し、前記各増幅過程に予め設定された窓関数は、前記複数の帯域選択過程のうち設定された周波数帯域が低い周波数帯域である帯域選択過程に対応した増幅過程群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割合成過程における１以上の周波数特性が設定されることを特徴とする信号処理方法を提供する。

本発明によれば、広範囲の周波数帯域における指向制御を負荷の少ない処理で行うことを可能とするスピーカアレイ装置、マイクアレイ装置および信号処理方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

＜実施形態＞
まず、本実施形態に係るスピーカアレイ装置１の構成を説明する。図１は、スピーカアレイ装置１の構成を示すブロック図である。放音部２は、直線状に同一方向を向いて配置された無指向性のスピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎを有し、信号処理部３から供給されたオーディオ信号を放音する。放音部２は、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎから、後述するような信号処理を行われたオーディオ信号を放音することにより、所定の指向特性の音響ビームを放出することができる。

信号処理部３は、図２に示すように、増幅部３１、３２、・・・、３５と加算器３０を有する。ここで、各増幅部３１、３２、・・・、３５の構成について、増幅部３１を例として説明する。増幅部３１は、図３に示すように増幅回路３１−１、３１−２、・・・、３１−ｎを有する。各増幅回路３１−１、３１−２、・・・、３１−ｎは、信号分割部４から入力されたオーディオ信号Ｓａ−１をそれぞれ設定された増幅率で増幅し、増幅回路３１−１はスピーカ２−１に供給し、増幅部３１−２はスピーカ２−２に供給するようにして各々接続された各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎへ供給する。以下、各増幅回路３１−１、３１−２、・・・、３１−ｎに設定された増幅率の態様を窓関数という。このようにして、各増幅部３１、３２、・・・、３５は、信号分割部４から供給された５系統のオーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２、・・・、Ｓａ−５に対して、それぞれ設定された窓関数に基づいて増幅処理を行い、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎに供給する。そして、同一のスピーカへ出力されたオーディオ信号は各加算器３０で加算され、当該スピーカに供給される。このため、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎは、それぞれ各増幅部３１、３２、・・・、３５から出力されたオーディオ信号を加算したオーディオ信号を放音することになる。なお、窓関数は制御部６の制御によって設定されるが、詳細については後述する。

図１に戻って説明を続ける。信号分割部４は、信号入力部５から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎを複数の周波数帯域に分割して、オーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２、・・・、Ｓａ−５生成し、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５に供給する。ここで、信号分割部４の構成について、図４を用いて説明する。図４に示すように、信号分割部４は、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ローパスフィルタ）４−１、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、バンドパスフィルタ）４−２、４−３、４−４、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ハイパスフィルタ）４−５を有する。ＬＰＦ４−１は、入力されたオーディオ信号Ｓｉｎに対して、設定された周波数ｆ１以上の振幅を減衰させて、オーディオ信号Ｓａ−１として信号処理部３の増幅部３１に供給する。ＢＰＦ４−２、４−３、４−４は、入力されたオーディオ信号Ｓｉｎに対して、それぞれ設定された周波数帯域（ＢＰＦ４−２においては下限周波数ｆ１から上限周波数ｆ２の周波数帯域、ＢＰＦ４−３においては下限周波数ｆ２から上限周波数ｆ３の周波数帯域、ＢＰＦ４−４においては下限周波数ｆ３から上限周波数ｆ４の周波数帯域）以外の振幅を減衰させ、オーディオ信号Ｓａ−２、Ｓａ−３、Ｓａ−４としてそれぞれ信号処理部３の増幅部３２、３３、３４に供給する。ＨＰＦ４−５は、入力されたオーディオ信号Ｓｉｎに対して、設定された周波数ｆ４以下の振幅を減衰させ、オーディオ信号Ｓａ−５として信号処理部３の増幅部３５に供給する。ここで、それぞれ設定された周波数の関係はｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４であり、信号分割部から供給されるオーディオ信号を周波数帯域の低い方から順に並べると、オーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２、・・・、Ｓａ−５の順になる。なお、周波数は制御部６の制御によって設定されるが、詳細については後述する。

図１に戻って説明を続ける。制御部６は、上述したように、スピーカアレイ装置１の各部を制御する。この制御は、利用者が操作部７を操作することによって、入力した設定値に基づいて行なわれてもよいし、記憶部８に記憶された設定値に基づいて行なわれてもよい。ここで、設定値とは、例えば、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５に設定される窓関数、信号分割部４に設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、音響ビームの指向特性などである。なお、記憶部８が、これらの設定値を組にして複数の設定値の組をテーブルとして記憶することにより、利用者が操作部７を操作して、記憶部８に記憶された設定値の組のうち、一の設定値の組を選択することにより、制御部６は当該選択された組の設定値に基づいて、各部を制御することもできる。

次に、制御部６の制御によって、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５に設定される窓関数について説明する。まず、各増幅部３１、３２、・・・、３５の各々に設定される候補となる窓関数を決定する。候補となる複数の窓関数は、スピーカ間の距離などのスピーカアレイ装置１における所定の条件の下で、各周波数（数Ｈｚ単位が望ましい）において、非線形最適化や最小2乗法などを用いた公知のフィルタ設計手法（以下、非線形最適化を例として説明するが、最小２乗法などを用いた公知のフィルタ設計手法としてもよい）によって求められる。例えば、８７９Ｈｚにおける非線形最適化によって求めた窓関数を用いて、当該８７９Ｈｚの音を放音部２から放出した場合の音響ビームの指向特性は、図５（ａ）に示すような指向特性となる。ここで、図５は、半径方向は強度（０度方向を基準にした場合におけるｄＢ表示）を表し、角度方向は、図６に示すようにスピーカ正面方向を０度とした極座標グラフである。また、同様に、８７２Ｈｚにおける非線形最適化によって求めた窓関数を用いて、当該８７２Ｈｚの音を放音部２から放出した場合の音響ビームの指向特性は、図５（ｂ）に示すような指向特性となる。

このように、近い周波数においては、音響ビームの指向特性における阻止域（０度方向に大きな強度を持つ主ローブ以外の角度領域）の強度が極小となる極小点の数（図５においては、０度から９０度までの極小点の数が４、以下、単に極小点の数という場合には、形式上、０度から９０度までの極小点の数をいう）が同じものとなる窓関数が得られる。このようにして周波数ごとに得られた窓関数のうち、指向特性の極小点の数が同じになる周波数において、非線形最適化で求められた窓関数を一の増幅部に設定される窓関数の候補として分類する。そして、一の増幅部に設定される窓関数の候補の中において、目標となる指向特性、例えば主ローブの幅が目標の幅に近い窓関数を候補となる窓関数から選択して、これを当該増幅部に設定する窓関数として決定する。例えば、８７９Ｈｚにおける音響ビームの指向特性と、８７２Ｈｚにおける音響ビームの指向特性を比較した場合には、８７２Ｈｚの方が低い周波数でありながら主ローブの幅が狭い状態を実現できる窓関数であることから、当該８７２Ｈｚにおいて求められた窓関数を当該増幅部に設定される窓関数として決定する。そして、極小点の数が異なる指向特性に係る他の窓関数の候補についても、同様にしてそれぞれ一の増幅部に設定される窓関数を決定する。このように窓関数を決定することにより、同じ極小の数であれば最も条件にあう窓関数を用いることができるから、主ローブ幅をできるだけ狭くすることができる。また、同じ極小の数となる周波数については、同一の窓関数を用いることができるから、帯域分割の数を少なく抑えることができる。

このようにして決定された窓関数を用いて、当該窓関数を求めた周波数の音を放音部２から放出した場合の音響ビームの指向特性は、図７、図８、図９に示すような指向特性であって、周波数がそれぞれ１２６Ｈｚ、３２７Ｈｚ、５８５Ｈｚにおいて求められた窓関数を用いている。ここで、図５は極小点の数が４であったが、図７は極小点の数が１、図８は極小点の数が２、図９は極小点の数が３となる候補から決定された窓関数を用いている。

そして、極小点の数が少ない指向特性に係る窓関数から順に、入力されるオーディオ信号の周波数帯域が低い増幅部から制御部６によって設定される。例えば１２６Ｈｚ（極小点の数が１）において求められた窓関数は増幅部３１に設定され、３２７Ｈｚ（極小点の数が２）において求められた窓関数は増幅部３２に設定される。このようにして、制御部６の制御によって、各増幅部３１、３２、・・・、３５に窓関数が設定される。なお、本実施形態における各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎは、無指向性のスピーカとしていたが、指向特性をもつスピーカであってもよい。この場合には、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎの指向特性に応じて窓関数を決定するようにすればよい。

次に、制御部６の制御によって、信号分割部４に設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４について説明する。周波数ｆ１によって周波数帯域の上限が決まるオーディオ信号Ｓａ−１は、増幅部３１に供給される。増幅部３１に設定される窓関数は、１２６Ｈｚにおいて求められた窓関数であり、当該１２６Ｈｚの音を放音部２から放出すると、上述したように図７に示すような指向特性の音響ビームとして放出される。この窓関数を用いて様々な周波数の音を放音すると、１２６Ｈｚより低周波数帯域側においては主ローブの幅が拡がり、高周波数帯域側においては主ローブの幅が狭くなる。一方で、高周波数帯域側においては、主ローブ以外のサイドローブの強度が大きくなるなどの指向特性の乱れが発生する。例えば、８７２Ｈｚにおいて求められた窓関数を用いて２０００Ｈｚの音を放音部２から放出すると、図１０に示すような指向特性の乱れた音響ビームが放出される。

このように、サイドローブの強度が増加することにより、音響ビームの指向特性が乱れるため、各増幅部３１、３２、・・・、３５において設定される窓関数を用いる場合には、各増幅部３１、３２、・・・、３５における周波数特性を調整する必要がある。この方法は様々な方法があるが、所定の角度方向における強度が所定の値を超えない範囲において周波数特性を決定する。本実施形態においては、例えば所定の角度は９０度とし、所定の値は−１０ｄＢとする。なお、所定の角度、所定の値は、この値である必要は無く、所望の指向特性が得られるように適宜変更してもよい。当該変更は、利用者が操作部７を操作して行なってもよい。

具体的には、周波数ｆ１は次のようにして決定される。増幅部３１に設定される窓関数を用いて、１３０Ｈｚ、１４０Ｈｚの音を放音部２から放出した場合の音響ビームの指向特性は、図１１、図１２に示すような指向特性となる。上述したように、１２６Ｈｚよりも１３０Ｈｚの方が主ローブの幅が狭く、１４０Ｈｚの方が主ローブの幅がより狭いことがわかる。一方、サイドローブの強度は、周波数が大きくなるほど増加していることがわかる。９０度における強度は、図１１においては−１４ｄＢであり、図１２においては、−１０ｄＢであるから、増幅部３１に設定される窓関数を用いた場合には、入力されるオーディオ信号Ｓａ−１の周波数帯域の上限を１４０Ｈｚと決定する。このようにして、制御部６の制御によって、信号分割部４における周波数ｆ１は、ｆ１＝１４０Ｈｚと設定される。この場合、周波数ｆ１においては、当該窓関数（増幅部３１に対応）の出力は若干であるが減衰し、上の周波数帯域の窓関数（増幅部３２に対応）の出力による寄与が含まれる場合がある。そのため、より厳密には、信号分割部４が出力するオーディオ信号の周波数特性と、それぞれの窓関数で処理された結果において、必要ならスピーカの指向特性も考慮した上で、特定の角度方向における強度が所定の値を超えない範囲の限界に、信号分割部４における各フィルタのそれぞれの周波数特性を決めてもよい。ここで、窓関数法、フーリエ級数近似等の手法を使って、直線位相ＦＩＲフィルタとして設計すると、信号分割部４において分割されたオーディオ信号の周波数特性における過渡域での特性の乱れを少なくすることができる。

そして、オーディオ信号Ｓａ−２の周波数特性に係る周波数ｆ２については、増幅部３２に設定される窓関数を用いて、上述したように決定され、制御部６の制御によって信号分割部４に設定される。周波数ｆ３、ｆ４についても、同様にして設定される。このようにして、制御部６の制御によって、信号分割部４は周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が設定される。

次に、上述のように信号処理部３に窓関数が設定され、信号分割部４に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が設定されたスピーカアレイ装置１の動作について、信号入力部５からオーディオ信号Ｓｉｎが入力されて、放音部２から放音されるまでの説明を行う。

信号入力部５から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎは、信号分割部４に出力される。信号分割部４は、オーディオ信号ＳｉｎをＬＰＦ４−１、ＢＰＦ４−２、４−３、４−４、ＨＰＦ４−５に分配し、設定された周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４に基づいて、それぞれ異なる周波数帯域に分割したオーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２、・・・、Ｓａ−５を生成し、信号処理部３に供給する。

信号分割部４から供給されたオーディオ信号Ｓａ−１は、信号処理部３の増幅部３１に供給される。増幅部３１に供給されたオーディオ信号Ｓａ−１は、設定された窓関数に基づいて各増幅回路３１−１、３１−２、・・・、３１−ｎにおいて増幅処理され、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎに供給される。同様に、他のオーディオ信号Ｓａ−２、Ｓａ−３、Ｓａ−４、Ｓａ−５は、増幅部３２、３３、３４、３５において各々設定された窓関数に基づいて増幅処理され、各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎに供給される。この際、各増幅部３１、３２、・・・、３５から同一のスピーカに供給されたオーディオ信号は、それぞれ加算器３０で加算されて当該スピーカから放音される。

このように、信号入力部５から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎを信号分割部４において複数の周波数帯域に分割し、それぞれ異なる周波数帯域であるオーディオ信号に対して、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５に設定された窓関数に基づいて増幅処理をしたオーディオ信号を放音部２から放音させることにより、広範囲の周波数帯域において、所望の指向特性を得ることができる。また、周波数帯域を細かく分割する必要がないため、信号処理部３における信号処理の計算量を低減することができ、広範囲の周波数帯域における指向制御を負荷の少ない処理で行うことが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。

＜変形例１＞
実施形態においては、信号分割部４は、オーディオ信号Ｓｉｎを４の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４で分割することにより、５の周波数帯域のオーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２、・・・、Ｓａ−５を生成していたが、分割して生成するオーディオ信号の数は５に限られず、２以上であればどのような数であってもよい。この場合は、信号処理部３の増幅部の数を分割したオーディオ信号の数に応じて増減させればよく、オーディオ信号Ｓｉｎの分割数、増幅部の数は制御部６の制御によって実現させればよい。これは、所望の指向特性、放音部２が有するスピーカ数、非線形最適化の結果などに基づいて、必要な分割数を算出して決定すればよい。

＜変形例２＞
実施形態においては、指向制御は信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５における設定された窓関数に基づいた増幅処理によって行っていたため、音響ビームにおける主ローブの方向（以下、指向方向という）を制御することはできなかったが、指向方向を制御できるようにすることも可能である。この場合は、図１３に示すように放音部２に遅延回路２１−１、２１−２、・・・、２１−ｎを有する遅延部２１を設け、各遅延回路２１−１、２１−２、・・・、２１−ｎは、信号処理部３から供給されたオーディオ信号に対して、各々設定された遅延量の遅延処理を行えばよい。ここで、遅延量は、利用者が操作部７を操作して指示する指向方向に基づいて制御部６が遅延量を算出し、制御部６の制御によって遅延部２１の各遅延回路２１−１、２１−２、・・・、２１−ｎに設定される。なお、指向方向は利用者の指示でなくてもよく、記憶部８に指向方向の変化の態様などの情報を記憶させ、当該情報に応じた指向方向としてもよい。

また、指向方向を変化させたことにより、例えば、図７に示すような１２６Ｈｚの音響ビームの指向方向を−５度変化させた場合、図１４のように９０度における強度が大きく変化する場合がある。この場合には、信号分割部４に設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４について、上述したような条件を満たすようにして変化させてもよく、変化させる場合には、制御部６の制御によって設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を変更すればよい。なお、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５の各々に設定される窓関数を上述したような方法で改めて設定してもよい。この場合においても、制御部６の制御によって設定される窓関数を変更すればよい。

＜変形例３＞
変形例２のように遅延部２１を設けた場合には、音響ビームの焦点を形成するように各遅延回路２１−１、２１−２、・・・、２１−ｎに遅延量を設定することにより、実施形態における指向特性の制御を行うこともできるが、その場合、高い周波数帯域において主ローブの指向特性の乱れが生じる場合がある。このような場合には、信号入力部５に周波数依存をもたせて振幅の調整が可能なイコライザの機能を持たせ、指向特性の乱れが生じないように振幅の周波数依存性を調整すればよい。なお、イコライザの機能は信号分割部４のＬＰＦ４−１、ＢＰＦ４−２、４−３、４−４、ＨＰＦ４−５に持たせるようにし、減衰させない所定の周波数帯域において、振幅を調整するようにしてもよい。

＜変形例４＞
実施形態においては、信号分割部４は、一番低い周波数帯域のオーディオ信号Ｓａ−１を得るためにＬＰＦ４−１を用い、一番高い周波数帯域のオーディオ信号Ｓａ−５を得るためにＨＰＦ４−５を用いていたが、これをいずれか一方、または両方ともＢＰＦとしてもよい。この場合、ＬＰＦ４−１の代わりに用いるＢＰＦには、周波数帯域の下限を決定する必要があり、ＨＰＦ４−５の代わりに用いるＢＰＦには、周波数帯域の上限を決定する必要がある。この上下限は、音の可聴範囲に基づいて決定してもよいし、オーディオ信号Ｓｉｎの周波数特性に基づいて、使用されている周波数帯域から決定してもよく、所望の値とすればよい。この値は、予め決定されていてもよいし、利用者が操作部７を操作することにより値を指示するようにしてもよい。また、オーディオ信号Ｓｉｎの周波数特性に基づいて決定する場合には、信号入力部５にオーディオ信号のＳｉｎの周波数特性を測定する測定手段を設け、制御部６は、測定手段によって測定された周波数特性に基づいて決定してもよい。

＜変形例５＞
実施形態においては、各増幅部３１、３２、・・・、３５（特に高い周波数帯域における増幅部、実施形態においては増幅部３５）に設定された窓関数により、高い周波数における音響ビームの主ローブの幅が狭くなりすぎることがある。この場合には、図１５に示すように、増幅部３５に入力されたオーディオ信号を遅延処理する遅延回路３５０−１、３５０−２、・・・、３５０−ｎを設け、指向特性を調整するようにしてもよい。このようにすれば、周波数帯域別で遅延処理を行うことができる。なお、このような遅延回路は、高い周波数帯域のオーディオ信号を増幅処理する増幅部だけでなく、複数の増幅部に設けてもよい。また、遅延回路３５０−１、３５０−２、・・・、３５０−ｎによって遅延処理されて放音された音と、遅延処理されずに放音された音において、重なる周波数帯域で位相干渉がおこる場合には、図１６に示すように、入力されるオーディオ信号を遅延処理する遅延回路３１０、３２０、３３０、３４０を設けて、各遅延回路３１０、３２０、３３０、３４０における遅延量を調整することにより、位相干渉による影響を低減するようにしてもよい。なお、全ての増幅部に上述したような遅延回路を設ければ、変形例２において示したように音響ビームの指向方向を変化させることもできる。なお、指向特性が乱れる場合には、変形例３で記載したように、信号入力部５などにイコライザの機能を持たせて、振幅の周波数依存性を調整するようにしてもよい。

＜変形例６＞
実施形態においては、各増幅部３１、３２、・・・、３５は、放音部２が有するスピーカの数と同じ数の増幅回路を有していたが、設定される窓関数が対称性を有する場合には、対称性に応じて増幅回路の数を減らすことができ、信号処理部３における処理の計算量を低減することができる。例えば、スピーカの数が１１であって、スピーカ２−６を中心として、対称な出力となる場合には、図１７に示すように増幅部３１は、増幅回路３１−１、３１−２、・・・、３１−６を有するようにし、それぞれ対称な出力となるスピーカに対しても各増幅回路から出力するようにすればよく、このようにすれば、増幅回路の数は１１から５へ低減することができ、信号処理部３における処理の負荷を低減することができる。

＜変形例７＞
実施形態においては、放音部２の各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎは同じスピーカを用いていたが、放音部２の各スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｎを高周波数帯域の音を出力するのに適した、例えば径の小さいスピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｍと低周波数帯域の音を出力するのに適した、例えば径が大きいスピーカ２−ｍ＋１、２−ｍ＋２、・・・、２−ｎと異なるスピーカとしてもよい。この場合は、図１８に示すように、例えば、信号処理部３の増幅部３１、３２については、相対的に低い周波数帯域のオーディオ信号Ｓａ−１、Ｓａ−２が供給されるから、スピーカ２−ｍ＋１、２−ｍ＋２、・・・、２−ｎに増幅処理したオーディオ信号を供給するようにし、増幅部３３、３４、３５については、相対的に高い周波数帯域のオーディオ信号Ｓａ−３、Ｓａ−４、Ｓａ−５が供給されるから、スピーカ２−１、２−２、・・・、２−ｍに増幅処理したオーディオ信号を供給するようにすればよい。このようにすれば、音響ビームの指向制御の幅を拡げることができ、例えば、低い周波数帯域の音響ビームについても、主ローブの幅をさらに狭くすることができる。

＜変形例８＞
実施形態においては、全ての周波数帯域のオーディオ信号に対して、信号処理部３において、増幅処理を行っていたが、一部の周波数帯域のオーディオ信号に対してのみ増幅処理するようにしてもよい。この場合は、信号処理部３において増幅処理を行わない周波数帯域のオーディオ信号ついては、ＦＩＲフィルタによって位相、振幅を変化させる信号処理を行うことにより、当該周波数帯域の音響ビームの指向制御を行うようにしてもよい。例えば、オーディオ信号Ｓａ−５に対してのみＦＩＲフィルタによって信号処理を行う際に、さらに周波数依存性を持たせて信号処理を行って、端に位置するスピーカに対して出力されるオーディオ信号の高周波数成分を減衰させることもできる。このように、ＦＩＲフィルタによって信号処理することにより、スピーカごとに、出力されるオーディオ信号の周波数特性を変化させることもできるから、より所望の指向特性を得ることができる。

＜変形例９＞
実施形態においては、信号処理部３の各増幅部３１、３２、・・・、３５に設定される窓関数は、指向特性の極小点の数に応じて分類された候補から分類ごとに窓関数を決定し、極小点の数が少ない指向特性に係る窓関数から順に、供給されるオーディオ信号の周波数帯域が小さい増幅部から制御部６によって設定されていた。この際、極小点の数が少ない指向特性に係る窓関数から順に設定したために、極小点の数は１ずつ増加するものとしていたが、必ずしも１ずつ増加するものでなくてもよい。例えば、増幅部３２に設定される窓関数を３２７Ｈｚ（極小点の数が２）において求められた窓関数とせず、５８５Ｈｚ（極小点の数が３）において求められた窓関数としてもよい。これにより、オーディオ信号Ｓａ−２の周波数帯域は、実施形態におけるオーディオ信号Ｓａ−２、Ｓａ−３を合わせた周波数帯域（周波数ｆ１からｆ３）となって周波数帯域が広いオーディオ信号となる。なお、５８５Ｈｚに係る窓関数は、周波数帯域の上限はもともと周波数ｆ３であるから、指向特性の乱れの影響はない。このようにすると、一の増幅部において受け持つ周波数帯域が広範囲となるから、増幅部の数を減らすことができ、信号処理部３における処理の負荷を低減することができる。

＜変形例１０＞
実施形態においては、制御部６は、利用者が操作部７を操作することによって入力した設定値、記憶部８に記憶された設定値に基づいて、信号処理部３、信号分割部４を制御して、信号処理部３には窓関数を、信号分割部４には周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を設定していたが、所望の指向特性に基づいて、上述したように窓関数、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を計算して設定するようにしてもよい。この場合、所望の指向特性は、利用者が操作部７を操作して入力するようにすればよい。このように、実施形態において説明したような方法で窓関数、オーディオ信号を分割する周波数を計算したものであれば、予め計算したものを設定値としてよいし、所望の指向特性から制御部６が計算したものを設定値としてもよい。

＜変形例１１＞
実施形態においては、所望の指向特性をもつ音響ビームを放音するスピーカアレイ装置１であったが、所望の指向特性をもつ指向性マイクロフォンであるマイクアレイ装置１００としてもよい。この場合には、図１９、図２０、図２１、図２２に示すような構成とすればよい。以下、マイクアレイ装置１００についての説明を行う。

図１９に示すように、無指向性のマイクロフォン９−１、９−２、・・・、９−ｎを有する収音部９は、各マイクロフォン９−１、９−２、・・・、９−ｎで収音した音に係るオーディオ信号を生成し、信号処理部１３に供給する。信号処理部１３は、図２０に示すように、増幅部１３１、１３２、・・・、１３５を有する。増幅部１３１は、図２１に示すように、増幅回路１３１−１、１３１−２、・・・１３１−ｎと加算器１３１０を有する。各増幅回路１３１−１、１３１−２、・・・１３１−ｎは、実施形態で説明したように設定された窓関数に基づいた増幅率でマイクロフォン９−１、９−２、・・・、９−ｎから供給されたオーディオ信号に対して増幅処理を行って出力する。そして各増幅回路１３１−１、１３１−２、・・・１３１−ｎから出力されたオーディオ信号を加算器１３１０において加算し、オーディオ信号Ｓｂ−１として、信号分割合成部１４に供給する。

信号分割合成部１４は、図２２に示すように、ＬＰＦ１４−１、ＢＰＦ１４−２、１４−３、１４−４、ＨＰＦ１４−５と加算器１４０を有する。ＬＰＦ１４−１、ＢＰＦ１４−２、１４−３、１４−４、ＨＰＦ１４−５は、実施形態で説明したＬＰＦ４−１、ＢＰＦ４−２、４−３、４−４、ＨＰＦ４−５と同様に、設定された周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４に基づいた信号処理を供給されたオーディオ信号に対して行う。ここで、信号処理部１３から出力されたオーディオ信号Ｓｂ−１は、ＬＰＦ１４−１へ供給され、オーディオ信号Ｓｂ−２はＢＰＦ１４−２へ、オーディオ信号Ｓｂ−３はＢＰＦ１４−３へ、オーディオ信号Ｓｂ−４はＢＰＦ１４−４へ、オーディオ信号Ｓｂ−５はＨＰＦ１４−５へそれぞれ供給される。そして、ＬＰＦ１４−１、ＢＰＦ１４−２、１４−３、１４−４、ＨＰＦ１４−５によって信号処理されることによって、それぞれ周波数帯域の異なるオーディオ信号は加算器１４０で加算され、オーディオ信号Ｓｏｕｔとして信号出力部１５から出力される。

以下、信号処理部１３の各増幅部１３１、１３２、・・・、１３５に設定される窓関数および信号分割合成部１４に設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４について、順に説明する。まず、制御部６の制御によって、信号処理部１３の各増幅部１３１、１３２、・・・、１３５に設定される窓関数について説明する。実施形態の説明と同様に、各増幅部１３１、１３２、・・・、１３５の各々に設定される候補となる窓関数を決定する。候補となる複数の窓関数は、マイクロフォン間の距離などのマイクアレイ装置１００における所定の条件の下で、各周波数において非線形最適化によって求められる。そして、周波数ごとに得られた窓関数のうち、収音の指向特性の極小点の数が同じになる周波数において、非線形最適化で求められた窓関数を一の増幅部に設定される窓関数の候補として分類する。そして、一の増幅部に設定される窓関数の候補の中において、目標となる指向特性、例えば主ローブの幅が目標の幅に近い窓関数を候補となる窓関数から選択して、これを当該増幅部に設定する窓関数として決定する。そして、極小点の数が異なる指向特性に係る他の窓関数の候補についても、同様にしてそれぞれ一の増幅部に設定される窓関数を決定する。なお、本変形例における各マイクロフォン９−１、９−２、・・・、９−ｎは、無指向性のマイクロフォンとしていたが、指向特性をもつマイクロフォンであってもよい。この場合には、各マイクロフォン９−１、９−２、・・・、９−ｎの指向特性に応じて窓関数を決定するようにすればよい。

次に、制御部６の制御によって、信号分割合成部１４に設定される周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４について説明する。実施形態でも説明したように、一の増幅部に設定された窓関数を用いて様々な周波数の音を収音すると、高周波数帯域側においては、主ローブ以外のサイドローブの強度が大きくなるなどの指向特性の乱れが発生する。そのため、指向特性の乱れが発生しない範囲で、各増幅部１３１、１３２、・・・、１３４から出力されるオーディオ信号Ｓｂ−１、Ｓｂ−２、・・・、Ｓｂ−４について各々上限周波数を決定する。この周波数の上限の決定方法は様々な方法があるが、所定の角度方向における強度が所定の値を超えない範囲において周波数の上限を決定する。

このようにすると、所定の指向特性を持った収音を行うことのできるマイクアレイ装置１００とすることができ、実施形態の効果と同様に、信号処理の計算量を低減して、広範囲の周波数帯域における指向制御を負荷の少ない処理で行うことが可能となる。なお、変形例１１は、他の変形例に係る変形をマイクアレイ装置１００に適用してもよい。

実施形態に係るスピーカアレイ装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る増幅部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る信号分割部の構成を示すブロック図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が４である指向特性を示す説明図である。 音響ビームの指向特性における角度方向を示す説明図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が１である指向特性を示す説明図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が２である指向特性を示す説明図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が３である指向特性を示す説明図である。 音響ビームの指向特性が乱れた状態を示す説明図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が１である指向特性を示す説明図である。 音響ビームの指向特性において、極小点の数が１である指向特性を示す説明図である。 変形例２に係る放音部の構成を示すブロック図である。 変形例３に係る音響ビームの指向特性において、極小点の数が１である指向特性を示す説明図である。 変形例５に係る増幅部の構成を示すブロック図である。 変形例５に係る信号分割部、遅延回路および信号処理部の接続の構成を示すブロック図である。 変形例６に係る増幅部の構成を示すブロック図である。 変形例７に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。 変形例１１に係るマイクアレイ装置の構成を示すブロック図である。 変形例１１に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。 変形例１１に係る増幅部の構成を示すブロック図である。 変形例１１に係る信号分割合成部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…スピーカアレイ装置、２…放音部、２−１〜２−ｎ…スピーカ、２１…遅延部、２１−１〜２１−ｎ，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０−１〜３５０−ｎ…遅延回路、３，１３…信号処理部、３０，１３１０，１４０…加算器、３１〜３５，１３１〜１３５…増幅部、３１−１〜３１−ｎ，３５−１〜３５−ｎ，１３１−１〜１３１−ｎ…増幅回路、４…信号分割部、４−１，１４−１…ＬＰＦ、４−２〜４−４，１４−２〜１４−４…ＢＰＦ、４−５，１４−５…ＨＰＦ、５…信号入力部、６…制御部、７…操作部、８…記憶部、９…収音部、９−１〜９−ｎ…マイクロフォン、１４…信号分割合成部、１５…信号出力部

Claims (7)

1. 複数の放音手段と、
   入力されるオーディオ信号を予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより、周波数帯域の異なる複数の分割オーディオ信号を生成する信号分割手段と、
   予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅手段を有する増幅手段群を複数有する信号処理手段と
   を具備し、
   前記各増幅手段群は、前記信号分割手段において生成された複数の分割オーディオ信号のうち所定の周波数帯域であって、他の増幅手段群とは異なる周波数帯域の分割オーディオ信号が供給され、
   前記各増幅手段群を構成する前記各増幅手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を当該増幅手段に接続された放音手段に供給し、
   前記複数の放音手段は、前記各増幅手段から供給された信号を放音することにより、所定の指向特性を有する音響ビームを放出し、
   前記各増幅手段群に予め設定された窓関数は、前記複数の増幅手段群のうち供給される分割オーディオ信号の周波数帯域が低い周波数帯域である増幅手段群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、
   前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割手段における１以上の周波数特性が設定されていること
   を特徴とするスピーカアレイ装置。
2. 前記指向特性を変化させる制御手段をさらに具備し、
   前記各放音手段は、前記各増幅手段から供給された信号に対して、遅延処理を行う遅延手段と、遅延手段によって遅延処理された信号を放音するスピーカとを有し、
   前記制御部は、前記各放音手段を構成する遅延手段の遅延量を制御することにより前記指向特性を変化させること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカアレイ装置。
3. 前記指向特性を変化させる制御手段をさらに具備し、
   前記各増幅手段群は、前記各増幅手段の各々に接続され、遅延処理を行う遅延手段をさらに具備し、
   前記各増幅手段群を構成する前記各遅延手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に対して遅延処理した信号を、当該遅延処理を行った遅延手段に接続された増幅手段に供給し、
   前記各増幅手段群を構成する前記各増幅手段は、当該増幅手段群に供給された分割オーディオ信号に替えて、前記各遅延手段から供給された信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を接続された放音手段に供給し、
   前記制御部は、前記遅延手段の遅延量を制御することにより前記指向特性を変化させること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカアレイ装置。
4. 前記制御手段が前記各遅延手段を制御することによって、前記指向特性を変化させた場合には、前記信号分割手段に設定される１以上の周波数特性を変更する変更手段をさらに具備することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスピーカアレイ装置。
5. 複数の収音手段と、
   予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅手段を有する増幅手段群を複数有する信号処理手段と、
   予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより得られる複数の周波数帯域のうち所定の周波数帯域が設定され、供給される信号の当該周波数帯域以外の周波数帯域の振幅を減衰させて出力する帯域選択手段を複数有するとともに、前記複数の帯域選択手段から出力される信号を加算する加算手段を有する信号分割合成手段と
   を具備し、
   前記各収音手段は、収音に基づいてオーディオ信号を生成し、
   前記各増幅手段は、前記各増幅手段に接続された前記収音手段が生成するオーディオ信号が供給され、
   前記各増幅手段群は、供給されたオーディオ信号に対して、当該増幅手段群を構成する各増幅手段によって前記設定された増幅率で増幅処理された信号を加算し、当該加算した信号を当該増幅手段群に接続された前記帯域選択手段に供給し、
   前記複数の帯域選択手段に設定された所定の周波数帯域は、それぞれ異なる周波数帯域であり、
   前記複数の収音手段が行う収音は、所定の指向特性を有し、
   前記各増幅手段に予め設定された窓関数は、前記複数の帯域選択手段のうち設定された周波数帯域が低い周波数帯域である帯域選択手段に接続された増幅手段群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、
   前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割合成手段における１以上の周波数特性が設定されること
   を特徴とするマイクアレイ装置。
6. 複数の放音手段を有するスピーカアレイ装置に用いる信号処理方法であって、
   入力されるオーディオ信号を予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより、周波数帯域の異なる複数の分割オーディオ信号を生成する信号分割過程と、
   予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅過程を備える増幅過程群を複数備える信号処理過程と
   を備え、
   前記各増幅過程群は、前記信号分割過程において生成された複数の分割オーディオ信号のうち所定の周波数帯域であって、他の増幅過程群とは異なる周波数帯域の分割オーディオ信号が供給され、
   前記各増幅過程群における前記各増幅過程は、当該増幅過程群に供給された分割オーディオ信号に対して、前記設定された増幅率で増幅処理した信号を当該増幅過程に対応する放音手段に供給し、
   前記複数の放音手段は、前記各増幅過程によって供給された信号を放音することにより、所定の指向特性を有する音響ビームを放出し、
   前記各増幅過程群に予め設定された窓関数は、前記複数の増幅過程群のうち供給される分割オーディオ信号の周波数帯域が低い周波数帯域である増幅過程群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、
   前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割過程における１以上の周波数特性が設定されていること
   を特徴とする信号処理方法。
7. 複数の収音手段を有するマイクアレイ装置に用いる信号処理方法であって、
   予め設定された窓関数に基づく増幅率が各々設定された複数の増幅過程を備える増幅過程群を複数備える信号処理過程と、
   予め設定された１以上の周波数特性において分割することにより得られる複数の周波数帯域のうち所定の周波数帯域が設定され、供給される信号の当該周波数帯域以外の周波数帯域の振幅を減衰させて出力する帯域選択過程を複数備えるとともに、前記複数の帯域選択過程から出力される信号を加算する加算過程を備える信号分割合成過程と
   を備え、
   前記各収音手段は、収音に基づいてオーディオ信号を生成し、
   前記各増幅過程は、前記各増幅過程に対応する前記収音手段が生成するオーディオ信号が供給され、
   前記各増幅過程群は、供給されたオーディオ信号に対して、当該増幅過程群における各増幅過程によって前記設定された増幅率で増幅処理した信号を加算し、当該加算した信号を当該増幅過程群に対応した前記帯域選択過程に供給し、
   前記複数の帯域選択過程に設定された所定の周波数帯域は、それぞれ異なる周波数帯域であり、
   前記複数の収音手段が行う収音は、所定の指向特性を有し、
   前記各増幅過程に予め設定された窓関数は、前記複数の帯域選択過程のうち設定された周波数帯域が低い周波数帯域である帯域選択過程に対応した増幅過程群から順に、前記指向特性の阻止域における強度の極小の数が増加するように設定され、
   前記指向特性において、所定の角度の強度が所定の値を超えないように、前記信号分割合成過程における１以上の周波数特性が設定されること
   を特徴とする信号処理方法。