JP5070960B2

JP5070960B2 - 収音装置

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Publication number: JP5070960B2
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Inventors: 幸生多田
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Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: JP2009017343A

Description

この発明は、収音方向に基づいて、収音信号のゲインを制御する収音装置に関する。

従来、収音した音声信号をそのまま放音すると、放収音環境に応じて、音声信号が聞き取りにくかったり、特定の音声信号のみが強調されて聞こえたりする等の問題が発生している。この問題を解消するために、収音した音声信号のゲインを制御することで、放音時の音量を調整する装置が各種考案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の通信端末装置は、収音した音声信号の信号レベルに応じて増幅度を決定し、該増幅度に基づいて音声信号の増幅を行うことで、放音時に音量を調整している。
特開Ｈ１０−９８３４４号公報

しかしながら、特許文献１の通信端末装置は、収音した音声信号の信号レベルに応じて増幅度を決定しているため、複数の方向から音声を収音した場合、合成後の音声信号の信号レベルに基づいて増幅度を決定してしまう。このため、収音方向毎に最適な音量に調整することができない。

そこで、この発明は、収音方向毎に音声信号の増幅度を決定して、自動で音声信号の信号レベルを調整することができる収音装置を提供することを目的とする。

この発明の収音装置は、複数のマイクで収音した音声から収音ビーム信号を生成する収音手段と、該収音ビーム信号の信号レベルを検出して、所定閾値以上の収音ビーム信号を出力用収音ビーム信号として選択し、該出力用収音ビーム信号の収音方向と信号レベルとを取得する取得手段と、収音方向毎のゲイン量を記憶する記憶手段と、前記取得手段が取得した収音方向に対応するゲイン量を前記記憶手段から取得し、該取得したゲイン量に基づいて、前記出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この構成では、収音装置は、複数のマイクを備え、収音方向毎のゲイン量を記憶する。収音装置は、収音した音声から収音ビーム信号を生成して、閾値以上の信号レベルの収音ビーム信号を出力用収音ビーム信号として選択する。収音装置は、出力用収音ビーム信号の収音方向に対応するゲイン量を取得し、該ゲイン量に基づいて出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御する。これにより、収音装置は、収音方向毎に出力用収音ビーム信号の増幅度を定め、自動で出力用収音ビーム信号の信号レベルを調整することができる。また、収音装置は、閾値以下の収音ビーム信号を選択しないので、騒音や雑音を除去し、必要な収音ビーム信号のみを取得することができる。

また、この発明の収音装置は、前記取得手段が取得した収音方向に対応する所定期間内の信号レベルの平均値を算出して、当該収音方向のゲイン量を決定し、前記記憶手段に記憶した当該収音方向のゲイン量を更新する更新手段を更に備えることを特徴とする。

この構成では、収音装置は、出力用収音ビーム信号を生成すると、該出力用収音ビーム信号の現状の信号レベルを考慮してゲイン量を決定し更新する。これにより、収音装置は、出力用収音ビーム信号を生成する都度、該出力用収音ビーム信号の信号レベルをゲイン量に反映することができる。すなわち、収音装置は、出力用収音ビーム信号の信号レベルに増減があった場合に、該出力用信号レベルの増減に応じて、出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御して、出力用収音ビーム信号の信号レベルを収音方向毎に一定にする。

更に、この発明の収音装置は、前記更新手段は、前記出力用収音ビーム信号を所定の信号レベルにするゲイン量に調整することを特徴とする。

この構成では、収音装置は、出力用収音ビーム信号の信号レベルを基準値にするゲイン量を算出して、更新する。これにより、収音装置は、出力用収音ビーム信号の信号レベルを基準値にすることができる。すなわち、収音装置は、出力用収音ビーム信号の信号レベルを均一に且つ一定にすることができる。

加えて、この発明の収音装置は、前記制御手段は、前記取得手段が収音方向の変位を検出すると、前記記憶手段から変位前の収音方向のゲイン量を取得して、該ゲイン量により前記出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御することを特徴とする。

この構成では、収音装置は、出力用収音ビーム信号の収音方向が変位すると、変位前の収音方向のゲイン量を用いて、変位後の出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御する。これにより、収音装置は、収音中にテレビ等の音源の位置が変更になった場合であっても、変位前の収音方向からゲイン量を取得して、信号レベルの制御を行うので、収音方向の変位に影響を受けずに、信号レベルの制御を行うことができる。

また、この発明の収音装置は、前記複数のマイクは、１本の無指向性マイクと２本の双指向性マイクとを有し、各マイクは、それぞれの指向性の中心が一致するよう配置され、且つ、２本の双指向性マイクは、指向性が直交するように配置されることを特徴とする。

この構成では、収音装置の複数のマイクは、１本の無指向性マイクと２本の双指向性マイクから構成される。１本の無指向性マイクと２本の双指向性マイクとは、それぞれの指向性の中心が一致するように配置され、２本の双指向性マイクは、指向性が直交するように配置される。これにより、収音装置は、１本の無指向性マイクと２本の双指向性マイクとのゲインを調整することで、９つの方向から音声信号を識別可能に収音することができる。

本発明によれば、収音装置は、記憶する収音方向毎のゲイン量に基づいて、生成した収音ビーム信号の信号レベルを制御する。これにより、収音装置は、収音方向毎に収音ビーム信号の増幅度を定め、自動で収音ビーム信号の信号レベルを調整することができる。この結果、同一の収音装置で全く信号レベルが異なる複数の音声が収音されて、信号レベルの高い音声により信号レベルの低い音声がかき消されるような状況であっても、例えば、これらを同信号レベルとして出力することで、これらの音声を個別に聞き取りやすくすることができる。

図１は、放収音装置が各居室に設置された様子を示す図である。図１に示すように、各居室３ａ〜３ｃには、それぞれ放収音装置１ａ〜１ｃが配置されており、各放収音装置１ａ〜１ｃの周囲には、それぞれユーザ２ａ〜２ｃが在席する。また、放収音装置１ａが配置された居室３ａには、テレビ４が配置されている。

各放収音装置１ａ〜１ｃは、電力線を介して、電力線通信（以下、ＰＬＣと称す）を行う。収音側の放収音装置１ａは、複数方位の収音ビーム信号を生成して、これら収音ビーム信号から基準信号レベルを超える収音ビーム信号であるユーザ２ａの方向Ｄａからの収音音声に基づく収音ビーム信号Ｓａと、テレビ４の方向Ｄｂからの収音音声に基づく収音ビーム信号Ｓｂと、を出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂとして選択する。この際、ユーザ２ａの方向Ｄａの出力用収音ビーム信号Ｓａとテレビ４の方向Ｄｂの出力用収音ビーム信号Ｓｂとでは、出力用収音ビーム信号Ｓｂの方が出力用収音ビーム信号Ｓａより信号レベルが大きい。

収音側の放収音装置１ａは、各出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの信号レベルを制御して、出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの信号レベルを同じにした後に、電力線を介して他の放収音装置１ｂ，１ｃへ送信する。各出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの信号レベルの制御は、各出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの収音方向Ｄａ，Ｄｂ毎に所定期間内に生成した出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの信号レベルのそれぞれの平均値を算出し、該平均値に基づいて行われる。

また、放音側の放収音装置１ｂ，１ｃは、電力線上から出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂを受信して、該出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂを放音する。

これにより、収音側の放収音装置１ａは、収音・選択した出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂの信号レベルを同じにして、出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂを送信することで、放音側の放収音装置１ｂ，１ｃは、受信した出力用収音ビーム信号Ｓａ，Ｓｂを同じ音量で放音することができる。すなわち、テレビ４から放音された音声と、ユーザ２ａの発言とを同じ音量で放音することができるので、テレビ４から放音された音声により、ユーザ２ａの発言がかき消されない。

次に、本実施形態に係る放収音装置１について、図２〜６を参照して説明する。図２は、放収音装置の外観図である。図３は、放収音装置が備えるマイクの指向性に関する説明図である。図３（Ａ）は、放収音装置が備える各マイクの指向性を示す図である。図３（Ｂ）（Ｃ）は、双指向性マイクの指向性の中心を示す図である。図３（Ｄ）は、無指向性マイクの指向性の中心を示す図である。図４は、放収音装置が生成する収音ビーム信号の収音指向性に関する説明図である。図４では、Ｘ方向を０°とし、時計回りに度数が増加するものとする。図４（Ａ）は、−４５°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｂ）は、−９０°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｃ）は、−１３５°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｄ）は、０°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｅ）は、正面方向（紙面に垂直に上向き方向）の収音指向性を示す。図４（Ｆ）は、１８０°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｇ）は、４５°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｈ）は、９０°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図４（Ｉ）は、１３５°方向を中心として形成された収音指向性を示す。図５は、放収音装置の機能構成を示すブロック図である。図６は、ゲイン調整データベースの説明図である。

図２に示すように、放収音装置１は、正面に複数のスピーカ１１ａ〜１１ｃ、複数のマイク１２ａ，１２ｂ，１３、及び操作部１４を備える。

複数のスピーカ１１ａ〜１１ｃは、各々が無指向性スピーカであっても、指向性スピーカであってもよく、後述する放音指向性制御部２０（図５参照）から各々のスピーカ１１ａ〜１１ｃに入力された放音音声信号を音声に変換して放音する。

複数のマイク１２ａ，１２ｂ，１３は、２本の双指向性マイク１２ａ，１２ｂと１本の無指向性マイク１３とから構成される。図３（Ａ）に示すように、各マイク１２ａ，１２ｂ，１３は、双指向性マイク１２ａの指向性の中心Ｏ（図３（Ｂ））と双指向性マイク１２ｂの指向性の中心Ｏ（図３（Ｃ））と無指向性マイク１３の指向性の中心Ｏ（図３（Ｄ））とが一致するように配置される。また、双指向性マイク１２ａ，１２ｂは、それぞれの指向性が直交するように配置される。このように、双指向性マイク１２ａ，１２ｂと無指向性マイク１３を配置して各マイク出力のミキシングの割合を変更することで、図４に示すように９方向から音声等を収音することができる。

また、複数のマイク１２ａ，１２ｂ，１３は、自装置の周囲に配置されたテレビ４やユーザ２等からの音声を含む周囲の音を収音して電気的な収音音声信号に変換して、後述する収音ビーム生成部５（図５参照）に出力する。

ここで、９方向の収音ビーム信号を生成する方法について説明する。放収音装置１の収音ビーム生成部５（図５参照）は、収音音声信号に対して、双指向性マイク１２ａ，１２ｂ及び無指向性マイク１３のゲイン（アンプ５２ａ，５２ｂ，５３のゲイン）を適宜調整して加算処理を行うことで、９方向から収音ビーム信号を生成することができる。図３に示すように、双指向性マイク１２ａの位相がＸ方向（０°方向）に対して正で、−Ｘ方向（１８０°の方向）に対して負の指向性となり、双指向性マイク１２ｂの位相が９０°方向に対して正で、−９０°方向に対して負の指向性となるように配置した場合、双指向性マイク１２ａ，１２ｂ及び無指向性マイク１３のゲインと収音指向性の関係を例示すると以下のようになる。

収音ビーム生成部５は、アンプ５２ａ，５２ｂのゲインをそれぞれ１／（√２）とし、アンプ５３のゲインを１にすると、双指向性マイク１２ａ、双指向性マイク１２ｂ、及び無指向性マイク１３の出力が１／（√２）：１／（√２）：１の割合で加算され、図４（Ｇ）に示すように４５°方向の収音指向性が得られる。この場合の出力レベルは無指向性マイク１３単独の出力レベルの２倍になる。また、以下の場合についても出力レベルが、無指向性マイク１３単独の場合に比べて２倍になるのは同様である。また、収音ビーム生成部５は、アンプ５２ａ，５３のゲインをそれぞれ１とし、アンプ５２ｂのゲインを０にすると、双指向性マイク１２ａ、双指向性マイク１２ｂ、及び無指向性マイク１３の出力が１：０：１の割合で加算され、図４（Ｄ）に示すように０°方向の収音指向性が得られる。更に、収音ビーム生成部５は、アンプ５２ａのゲインを−１とし、アンプ５２ｂのゲインを０として、アンプ５３のゲインを１とすると、双指向性マイク１２ａ、双指向性マイク１２ｂ、及び無指向性マイク１３の出力が−１：０：１の割合で加算され、図４（Ｆ）に示すように１８０°方向の収音指向性が得られる。加えて、収音ビーム生成部５は、アンプ５２ａ，５２ｂのゲインを０として、アンプ５３のゲインを１とすると、双指向性マイク１２ａ、双指向性マイク１２ｂ、及び無指向性マイク１３の出力が０：０：１の割合で加算され、図４（Ｅ）に示すように正面方向の収音指向性が得られる。すなわち、無指向性マイク１３のみの出力が加算されるので、無指向性マイク１３の収音指向性が得られる。この場合の出力レベルは、無指向性マイク１３の出力レベルと同じになる。このように、収音ビーム生成部５は、各マイクの出力を所定の割合で適宜加算することで、９方向の収音ビーム信号を生成することができる。

操作部１４は、放収音の開始・終了、音声通信の設定等に加えて、信号レベルの基準値の設定に関する操作入力を受け付ける。操作部１４は、入力を受け付けた操作内容を後述する制御部１６（図５参照）へ出力する。

操作部１４で設定する信号レベルの基準値とは、出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを制御する際に基準となる信号レベルの値のことである。出力用収音ビーム信号Ｓｘは、基準値の信号レベルになるようゲインを制御される。

次に、放収音装置１の機能構成について、図５を参照して説明する。放収音装置１は、操作部１４、記憶部１５、制御部１６、上述のマイク１２ａ，１２ｂ，１３、収音ビーム生成部５、収音ビーム選択部１７、ゲイン制御部６、エコーキャンセル部１８、通信制御部１９、放音指向性制御部２０、及びスピーカ１１ａ〜１１ｃを備える。

記憶部１５は、各種プログラムや、図６に示すゲイン調整データベース（以下、ゲイン調整ＤＢと称す。）を記憶する。各種プログラムは、制御部１６により読みだされ、実行される。また、ゲイン調整ＤＢは、制御部１６により参照され、出力用収音ビーム信号Ｓｘのゲイン制御に用いられる。

ゲイン調整ＤＢは、出力用収音ビーム信号Ｓｘの収音方向と、該出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを基準値に制御するゲイン量と、が対応付けて記憶される。例えば、収音方向Θａの収音ビーム信号Ｓが出力用収音ビーム信号Ｓｘとして選択された場合、出力用収音ビーム信号Ｓｘは、該収音方向Θａに対応付けられたゲイン量Ｇａに基づいて、ゲイン制御が行われる。また、ゲイン量Ｇａは、所定期間内に生成した出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの平均値に基づいて算出される。詳述すると、この所定期間内とは、過去の予め定められた一定期間のことをいい。出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの平均値は、今回の出力用収音ビーム信号Ｓｘと収音方向が等しい、過去数回、過去数十回等の出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルに基づいて算出される。これにより、複数の出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの平均値に基づいてゲイン量を調整するので、出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルをより安定させることができる。更に、ゲイン量Ｇａは、出力用収音ビーム信号Ｓｘを生成する都度、更新される。これにより、テレビ４等の音量を変更した場合であれば、該変更に応じたゲイン制御が行われる。加えて、このゲイン量Ｇａは、出力用収音ビーム信号Ｓｘの生成が終了しても、このまま記憶される。これにより、配置場所を移動しないことが多いテレビ４等からの放音を一旦停止して、再度放音を開始した場合であっても、放収音装置１ａは、前回のゲイン量に基づいて、ゲイン制御を行うことができる。このため、放収音装置１ａは、収音開始後すぐに、出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを安定させることができる。

制御部１６は、後述する収音ビーム生成部５及びゲイン制御部６を制御する。制御部１６は、収音ビーム生成部５が備える、各マイク１２ａ，１２ｂ，１３に対応するアンプ５２ａ，５２ｂ，５３をそれぞれ制御して、各マイク１２ａ，１２ｂ，１３から入力された収音音声信号の増幅度及び位相を変更する。この結果、収音ビーム生成部５は、アンプ５２ａ，５２ｂ，５３の増幅度及び位相を変更し、複数方向へ収音指向性が形成されるようにビーム形成して、複数方向からの収音ビーム信号Ｓ１〜Ｓ９を生成することができる。

また、制御部１６は、収音ビーム選択部１７から出力用収音ビーム信号Ｓｘの指向性情報が入力されると、記憶部１５に記憶したゲイン調整ＤＢを参照して、ゲイン制御部６に各出力用収音ビーム信号Ｓｘに対応するゲイン量を指示する。また、制御部１６は、今回の出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを含む、所定期間内の同方向の出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの平均値を算出し、出力用収音ビーム信号Ｓｘが基準値の信号レベルになるゲイン量を算出して、記憶部のゲイン調整ＤＢに記憶したゲイン量を更新して、ゲイン制御に利用する。

更に、制御部１６は、出力用収音ビーム信号Ｓｘの指向性情報を対応する送信音声信号Ｓｘ’（Ｓｘ’については、後述する。）とともに送信するよう通信制御部１９へ指示する。また、制御部１６は、指向性情報が通信制御部１９から入力されると、放音指向性制御部２０に指向性情報に基づいて対応する音声信号Ｍを放音するよう指示する。

収音ビーム生成部５は、Ａ／Ｄ変換部（不図示）、アンプ５２ａ，５２ｂ，５３、及び加算部５４を備える。双指向性マイク１２ａ，１２ｂが生成した収音音声信号は、Ａ／Ｄ変換部を介してアナログ形式からデジタル形式の音声信号に変換され、アンプ５２ａ，５２ｂにて増幅及び位相制御されて、加算部５４へ出力される。無指向性マイク１３が生成した収音音声信号は、Ａ／Ｄ変換部を介してアナログ形式からデジタル形式の音声信号に変換され、アンプ５３にて増幅及び位相制御されて、加算部５４にて加算される。このように、収音ビーム生成部５は、制御部１６の指示に基づいて、各マイク１２，１３から生成した収音音声信号の増幅度及び位相を制御して加算することにより、９つの収音方向から収音ビーム信号Ｓ１〜Ｓ９を生成する。

収音ビーム選択部１７は、収音ビーム生成部５が生成した収音ビーム信号Ｓ１〜Ｓ９のうち、信号レベルが閾値以上の収音ビーム信号Ｓを出力用収音ビーム信号Ｓｘとして選択して、ゲイン制御部６へ出力する。なお、収音ビーム選択部１７は、信号レベルが閾値以上の出力用収音ビーム信号Ｓｘが複数ある場合は、複数選択して、ゲイン制御部６へ出力する。また、信号レベルが閾値以下の収音ビーム信号は、マイク１２，１３にて周囲の騒音を収音したものとして、消去される。

ゲイン制御部６は、制御部１６から入力されたゲイン量に基づいて、出力用収音ビーム信号Ｓｘのゲイン制御を行う。

エコーキャンセル部１８は、適応型フィルタとポストプロセッサとを備える。適応型フィルタは、音声信号Ｍに基づく擬似回帰音信号を生成する。ポストプロセッサは、収音ビーム選択部１７から出力される出力用収音ビーム信号Ｓｘから擬似回帰音信号を減算して、送信音声信号Ｓｘ’として通信制御部１９に出力する。

通信制御部１９は、ＰＬＣの通信制御を行う。エコーキャンセル部１８から送信音声信号Ｓｘ’と制御部１６から入力された指向性情報とが入力されると、該送信音声信号Ｓｘ’と該指向性情報とを変調するとともに、電力線上に重畳して、送信する。また、通信制御部１９は、電力線上の搬送波信号を復調して、送信元からきた音声信号Ｍと指向性情報とを受信すると、エコーキャンセル部１８を介して該音声信号Ｍを放音指向性制御部２０へ出力し、指向性情報を制御部１６へ入力する。

放音指向性制御部２０は、通信制御部１９から音声信号Ｍが入力されると、スピーカ１１ａ〜１１ｃ毎の放音音声信号を生成し、各スピーカ１１ａ〜１１ｃへ出力する。この際、放音指向性制御部２０は、制御部１６から入力された指向性情報に基づいて、放音音声信号を生成する。これにより、放収音装置１は、収音時の指向性に基づいた放音を行うことができる。

次に、出力用収音ビーム信号Ｓｘのゲイン制御について図７〜９を参照して説明する。図７は、出力用収音ビーム信号のゲイン制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。図８は、ゲイン制御に用いるゲイン量の算出に関する処理の流れを示すフローチャートである。図９は、収音方向の変位を検出した場合の出力用収音ビーム信号のゲイン制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。以下、放収音装置１ａが収音ビーム信号Ｓを生成する場合を例にあげて説明する。

図７に示すように、放収音装置１ａの収音ビーム生成部５は、マイク１２ａ，１２ｂ，１３で収音した収音音声信号の増幅及び位相制御を行い、収音ビーム信号Ｓ１〜Ｓ９を生成して（Ｓ１０１）、収音ビーム選択部１７へ出力する。収音ビーム選択部１７は、生成した収音ビーム信号Ｓ１〜Ｓ９のうち、所定閾値以上の収音ビーム信号Ｓを出力用収音ビーム信号Ｓｘとして選択して（Ｓ１０２）、ゲイン制御部６へ出力するとともに、該出力用収音ビーム信号Ｓｘの指向性情報を制御部１６へ出力する。制御部１６は、収音ビーム選択部１７から入力された指向性情報に基づいて、出力用収音ビーム信号Ｓｘの収音方向に該当するゲイン量をゲイン調整ＤＢから取得して（Ｓ１０３）、ゲイン制御部６へ出力する。ゲイン制御部６は、制御部１６から入力されたゲイン量に基づいて、出力用収音ビーム信号Ｓｘのゲインを制御し（Ｓ１０４）、エコーキャンセル部１８へ出力する。エコーキャンセル部１８は、出力用収音ビーム信号Ｓｘからエコーを除去し、通信制御部１９へ出力する。通信制御部１９は、エコーを除去した送信音声信号Ｓｘ’と制御部１６から入力された指向性情報とを電力線上に重畳して、送信する（Ｓ１０５）。以上で、放収音装置１ａが周囲の音声を収音して生成した所定閾値以上の出力用収音ビーム信号Ｓｘを送信する処理が完了する。閾値以上の出力用収音ビーム信号Ｓｘが複数存在する場合は、出力用収音ビーム信号Ｓｘ毎にステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理を行う。

また、出力用収音ビーム信号Ｓｘを生成すると、該出力用収音ビーム信号Ｓｘを送信する処理とともに、ゲイン調整ＤＢに記憶するゲイン量の更新を行う。次に、ゲイン量の更新処理について、図８を参照して説明する。なお、閾値以上の出力用収音ビーム信号Ｓｘが複数存在する場合は、出力用収音ビーム信号Ｓｘ毎にゲイン量の更新処理を行う。

図８に示すように、放収音装置１ａの制御部１６は、収音ビーム選択部１７にて出力用収音ビーム信号Ｓｘの収音方向に対応する信号レベルの平均値を算出する（Ｓ１１１）。詳述すると、制御部１６は、今回の出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを含む、所定期間内に選択した該出力用収音ビーム信号Ｓｘと同じ収音方向の信号レベルの平均値を算出する。

制御部１６は、信号レベルの平均値から予め定められた基準値の信号レベルになるようにゲイン量を算出する（Ｓ１１２）。制御部１６は、算出したゲイン量をゲイン調整ＤＢへ更新する（Ｓ１１３）。以上で、ゲイン調整ＤＢに記憶したゲイン量の更新が完了する。

次に、収音中の移動により、収音方向の変位を検出した場合について、図９を参照して説明する。例えば、収音中に、発言中のユーザ２が移動したり、場合によっては、テレビ４の位置を移動させたり、ラジオの位置を移動させたりする場合、放収音装置１は、収音方向の変位を検出して、ゲイン制御を行う。以下、放収音装置１ａが収音方向の変位を検出した場合を例にあげて説明する。なお、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５は、図７のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同様の処理を行うので、説明を省略する。

図９に示すように、放収音装置１ａの収音ビーム選択部１７は、出力用収音ビーム信号Ｓｘを選択して（Ｓ１０２）、収音方向の変位を検出する（Ｓ１２１）。収音方向の変位は、時間的に前後する出力用収音ビーム信号の信号レベルの推移等を参考にする等の公知の方法を用いて検出する。制御部１６は、出力用収音ビーム信号Ｓｘの変位前の収音方向に対応するゲイン量をゲイン調整ＤＢから取得して（Ｓ１２２）、ステップＳ１０４のゲイン制御処理を行う。以上で、収音方向の変位を検出した場合の処理が完了する。

なお、本実施形態では、各放収音装置１は、電力線通信を用いて通信を行ったが、これに限らず、インターネット等を介して通信を行っても良い。

また、本実施形態では、収音側と放音側のそれぞれに放収音装置１を配置したが、これに限らず、収音側には、放音機能を備えず収音機能のみを備える収音装置を配置するような態様であってもよい。

更に、本実施形態では、収音側の放収音装置１は、生成した出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを基準値になるようゲイン制御を行った。しかしながら、これに限らず、出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルを基準値以下になるようにゲイン制御を行ってもよい。

加えて、本実施形態では、収音側の放収音装置１は、各収音方向に対応する出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの基準値を全て同じとした。しかしながら、これに限らず、収音方向毎に信号レベルの基準値を設定してもよい。これにより、放収音装置１は、ユーザ２が在席する方向に対応する出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの基準値を大きくし、テレビ４等が配置された方向に対応する出力用収音ビーム信号Ｓｘの信号レベルの基準値を小さくすることができる。この結果、収音側の放収音装置１は、テレビ４等から放音された音声を抑圧し、ユーザ２からの発言を強調して、放音側の放収音装置１に送信することができる。

また、本実施形態では、収音側の放収音装置１は、送信音声信号Ｓｘ’とともに指向性情報を送信し、放音側の放収音装置１は、受信した音声信号Ｍの指向性情報に基づいて、放音音声信号を生成した。しかしながら、これに限らず、放音側の放収音装置１で決定した指向性に基づいて放音音声信号を生成してもよい。また、収音側の放収音装置１は送信音声信号Ｓｘ’のみを送信してもよい。

放収音装置が各居室に設置された様子を示す図である。放収音装置の外観図である。放収音装置が備えるマイクの指向性に関する説明図である。放収音装置が生成する収音ビーム信号の収音指向性に関する説明図である。放収音装置の機能構成を示すブロック図である。ゲイン調整データベースの説明図である。出力用収音ビーム信号のゲイン制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。ゲイン制御に用いるゲイン量の算出に関する処理の流れを示すフローチャートである。収音方向の変位を検出した場合の出力用収音ビーム信号のゲイン制御に関する処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１−放収音装置，２−ユーザ，３−居室，４−テレビ，５−収音ビーム生成部，６−ゲイン制御部，１１−スピーカ，１２−双指向性マイク，１３−無指向性マイク，１４−操作部，１５−記憶部，１６−制御部，１７−収音ビーム選択部，１８−エコーキャンセル部，１９−通信制御部，２０−放音指向性制御部，５２，５３−アンプ，５４−加算部，Ｄ−収音方向，Ｇ−ゲイン量，Ｍ−音声ビーム信号，Ｏ−中心，Ｓ−収音ビーム信号，Ｓｘ−出力用収音ビーム信号，Ｓｘ’−送信音声信号，Ｐ１〜Ｐ３−位相

Claims

複数のマイクで収音した音声から収音ビーム信号を生成する収音手段と、
該収音ビーム信号の信号レベルを検出して、所定閾値以上の収音ビーム信号を出力用収音ビーム信号として選択し、該出力用収音ビーム信号の収音方向と信号レベルとを取得する取得手段と、
収音方向毎のゲイン量を記憶する記憶手段と、
前記取得手段が取得した収音方向に対応するゲイン量を前記記憶手段から取得し、該取得したゲイン量に基づいて、前記出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御する制御手段と、
前記取得手段が取得した収音方向に対応する所定期間内の信号レベルの平均値を算出して、当該収音方向のゲイン量を決定し、前記記憶手段に記憶した当該収音方向のゲイン量を更新する更新手段と、を備える収音装置。
前記更新手段は、前記出力用収音ビーム信号を所定の信号レベルにするゲイン量に調整する請求項１に記載の収音装置。
前記制御手段は、前記取得手段が収音方向の変位を検出すると、前記記憶手段から変位前の収音方向のゲイン量を取得して、該ゲイン量により前記出力用収音ビーム信号の信号レベルを制御する請求項１または請求項２に記載の収音装置。
前記複数のマイクは、１本の無指向性マイクと２本の双指向性マイクとを有し、各マイクは、それぞれの指向性の中心が一致するよう配置され、且つ、２本の双指向性マイクは、指向性が直交するように配置される請求項１〜３の何れか１項に記載の収音装置。