JP5494699B2

JP5494699B2 - 収音装置及びプログラム

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Publication number: JP5494699B2
Application number: JP2012046989A
Authority: JP
Inventors: 一浩片桐
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP2013183358A

Description

本発明は収音装置及びプログラムに関し、例えば、特定のエリアの音のみを強調し、それ以外のエリアの音を抑圧する場合に適用し得るものである。

特定の方向に存在する音（音声や音響；以下、音声及び音響をまとめて音響と呼ぶこともある）を強調し、それ以外の音を抑圧する技術として、マイクロホンアレイを用いたビームフォーマがある。ビームフォーマとは、各マイクロホンに到達する信号の時間差を利用して指向性や死角を形成する技術である（非特許文献１参照）。

ビームフォーマにおいて基本となる手法は、遅延和法である。図６は、遅延和法に係る構成を示すブロック図である。遅延和法では、複数（図６ではＭ）のマイクロホン２１−１、２１−２、…、２１−Ｍが直線上に等間隔（距離ｄ）で配置されたマイクロホンアレイ１と、各マイクロホン２１−１、２１−２、…、２１−Ｍのそれぞれに対応して設けられ、対応するマイクロホン２１−１、２１−２、…、２１−Ｍによる捕捉信号ｘ_１（ｔ）、ｘ_２（ｔ）、…、ｘ_Ｍ（ｔ）に対して予め自己に設定された遅延時間（遅延量）Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｍを付与する遅延器２２−１、２２−２、…、２２−Ｍと、全ての遅延器２２−１、２２−２、…、２２−Ｍからの出力信号ｘ_１（ｔ−Ｄ_１）、ｘ_２（ｔ−Ｄ_２）、…、ｘ_Ｍ（ｔ−Ｄ_Ｍ）の総和を求める総和器２３が機能する。

マイクロホン２１−ｉ（ｉは１〜Ｍ）の正面から目的方向への角度をθＬ、音速をｃとする。目的方向の音源からの音響が、隣り合うマイクロホン（例えば、マイクロホン２１−１及び２１−２）に到達するのは、（２）式に示す伝搬遅延時間τ_Ｌだけタイミングがずれる。そこで、各遅延量Ｄ_ｉを（１）式のように選定すると、全ての遅延器２２−１、２２−２、…、２２−Ｍからの出力信号ｘ_１（ｔ−Ｄ_１）、ｘ_２（ｔ−Ｄ_２）、…、ｘ_Ｍ（ｔ−Ｄ_Ｍ）は、目的方向θ_Ｌからの音響成分に対しては位相が揃ったものとなる。（３）式に示すように、以上のように位相が揃った目的方向θ_Ｌからの音響成分の総和を求めることにより、総和器２３からの出力信号ｙ（ｔ）は、目的方向の音響を強調したものとなる。なお、他の方向の音は、遅延器群２を介しても位相は揃わずに強調されない。遅延器２−ｉとして、遅延量Ｄｉを変更できるものを適用することにより、目的方向の変更にも容易に対応できる。以上の処理は、時間領域で行うだけでなく、周波数領域でも同様に行うことができる。

実環境では、ある特定のエリアの音響だけを収音したい場合、そのエリアの周囲に多数の雑音が存在する状況が考えられる。通常、ビームフォーマは、直線的にしか指向性を形成することができない。そのため、図７に示すように、目的エリアＴＲと同方向に雑音が存在する場合、目的エリアＴＲから発生している音響（以下、目的エリア音と呼ぶ）だけでなく目的エリア方向の雑音まで強調してしまうことになる。

この課題を解決するために、特許文献１では、図８に示すように、２つのマイクロホンアレイ２１Ａ、２１Ｂを用いて、別々の位置から、各マイクロホンアレイ２１Ａ、２１Ｂの指向性をビームフォーマにより目的エリア方向、目的エリア以外の方向に向け、各出力の周波数成分のパワーの比から目的エリアＴＲの音響を推定して強調する手法を提案している。

特開２００７−２３５３５８号公報

大賀寿郎、金田豊、山崎芳男著、"音響システムとディジタル処理"、電子情報通信学会編・発行、１９９５年３月

しかしながら、特許文献１の提案手法では、マイクロホンアレイ２１Ａ、２１Ｂを目的エリアＴＲから等距離に配置しなければならない。すなわち、マイクロホンアレイ２１Ａから目的エリアＴＲへの距離とマイクロホンアレイ２１Ｂから目的エリアＴＲへの距離を等しくする必要がある。このため、目的エリアＴＲを変更する場合には、変更の毎にマイクロホンアレイ２１Ａ、２１Ｂを配置し直さなければならないという課題がある。

そのため、各マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが雑音源に囲まれている状況でも目的エリア音のみを特定することができ、目的エリアの変更にも容易に対応できる収音装置及びプログラムが望まれている。

第１の本発明は、（１）複数のマイクロホンアレイと、（２）上記各マイクロホンアレイの出力のそれぞれに対し、ビームフォーマによって目的エリア音方向へ指向性を形成する指向性形成部と、（３）上記各マイクロホンアレイについてのビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化をとらえ、目的エリア方向へのビームフォーマで増幅しているか否かに基づいて、目的エリア方向の音源の周波数成分とそれ以外の雑音成分とを推定し、上記各マイクロホンアレイについての推定結果を統合して、目的エリアに存在する音源からの音の周波数成分を推定する目的エリア音推定部とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の収音プログラムは、複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、（１）上記各マイクロホンアレイの出力のそれぞれに対し、ビームフォーマによって目的エリア音方向へ指向性を形成する指向性形成部と、（２）上記各マイクロホンアレイについてのビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化をとらえ、目的エリア方向へのビームフォーマで増幅しているか否かに基づいて、目的エリア方向の音源の周波数成分とそれ以外の雑音成分とを推定し、上記各マイクロホンアレイについての推定結果を統合して、目的エリアに存在する音源からの音の周波数成分を推定する目的エリア音推定部として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、各マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが雑音源に囲まれている状況でも目的エリア音のみを特定することができ、目的エリアの変更にも容易に対応できる収音装置及びプログラムを提供することができる。

第１の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。第１及び第２の実施形態の技術思想の説明図である。第１の実施形態のマイクロホンアレイの構成要素とその出力とを示す説明図である。第１の実施形態のマイクロホンアレイの形状が格子状の場合のビームフォーマの説明図である。第１の実施形態の目的エリア音推定部の処理を示すフローチャートである。ビームファーマの基本手法である遅延和法に係る構成を示すブロック図である。１つのマイクロホンアレイから指向性ビームを目的エリア方向に向けた状態を示す説明図である。複数のマイクロホンアレイを用い、別々の場所から指向性ビームを目的エリア方向に向けた状態を示す説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による収音装置及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照して説明する。

（Ａ−１）第１及び第２の実施形態に共通する技術思想
上述したように、マイクロホンアレイを複数配置したとしても、各マイクロホンアレイ１、２（後述する図１参照）の指向性単独では目的エリア音と同時に目的エリア方向に存在する雑音も強調してしまう。しかし、各マイクロホンアレイ１、２の指向性を比較すると、目的エリア音はどちらの指向性ビームにも含まれるが、目的エリア音と同時に強調される雑音はマイクロホンアレイ１、２毎に変わる。この実施形態では、この特徴を利用することで、目的エリア音の成分を推定する。

音声のスパース性を仮定すれば、目的エリア音と雑音は周波数領域では重なっておらず、ビームフォーマによりそれぞれの周波数成分のパワーは独立に増減することになる。各マイクロホンアレイでのビームフォーマ前後の変化を周波数領域で示したイメージ図が図２である。マイクロホンアレイ１及び２のビームフォーマ後の周波数成分のパワーを比較すると、目的エリア音の成分はどちらでも増幅する。これに対して、マイクロホンアレイ１から見て目的エリア方向と同じ方向の雑音Ａは、目的エリア方向と同じ方向に位置するマイクロホンアレイ１のビームフォーマでは増幅するが、別の方向に位置するマイクロホンアレイ２では減衰する。逆に、マイクロホンアレイ２から見て目的エリア方向と同じ方向の雑音Ｂは、マイクロホンアレイ１では減衰するが、マイクロホンアレイ２では増幅する。換言すると、目的エリア音の成分は、全てのマイクロホンアレイ１及び２においてビームフォーマ後にパワーが増幅するが、雑音の成分は、マイクロホンアレイ１、２毎に増減することになる。この変化の違いから、全マイクロホンアレイ１及び２でビームフォーマ後にパワーが増幅した周波数を目的エリア音の成分であると推定する。各マイクロホンアレイ１、２のビームフォーマ後の出力に対し、目的エリア音以外の周波数成分を減衰させることで、目的エリア音を強調する。

（Ａ−２）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る収音装置の構成を示すブロック図である。収音装置における、デジタル信号に変換された後の処理構成を、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムで実現することもできるが、この場合であっても、機能的には、図１で表すことができる。

図１において、収音装置２０は、マイクロホンアレイ１、マイクロホンアレイ２、データ入力部３、遅延補正部４、周波数領域変換部５、指向性形成部６、目的エリア音推定部７、目的エリア音強調部８、時間領域変換部９及びデータ出力部１０を備える。

マイクロホンアレイ１は、目的エリアが存在する空間の、目的エリアを指向できる場所に配置される。マイクロホンアレイ１は、図３に示すように、Ｍ個（Ｍ≧２）のマイクロホンａ_１１、ａ_１２、…、ａ_１Ｍから構成され、各マイクロホンａ_１１、ａ_１２、…、ａ_１Ｍが音響を収音（捕捉）して音響信号ｘ_１１、ｘ_１２、…、ｘ_１Ｍを当該収音装置２０に入力する。

マイクロホンアレイ２は、マイクロホンアレイ１と異なる場所に配置されるが、マイクロホンアレイ１と同様な構成を有する。マイクロホンアレイ２を構成する各マイクロホンａ_２１、ａ_２２、…、ａ_２Ｍから音響信号ｘ_２１、ｘ_２２、…、ｘ_２Ｍが入力される。

マイクロホンアレイ１、２を構成するＭ個のマイクロホンの配置はビームフォーマを実行できる配置であれば良く、例えば、横一列、縦一列、十字状又は格子状のいずれかであっても良い。

データ入力部３は、マイクロホンアレイ１、２で収音した音響信号をアナログ信号からデジタル信号（データ）に変換するものである。

遅延補正部４は、目的エリアの位置とマイクロホンアレイ１、２の位置から、各マイクロホンアレイ１、２への目的エリア音の到達時間を算出する。遅延補正部４は、最も到達時間が遅いマイクロホンアレイを基準として、全てのマイクロホンアレイ１及び２に目的エリア音が同時に到達したと取り扱うことができるように遅延を加える。遅延補正部４によるこの操作により、任意に配置した各マイクロホンアレイ１、２の入力を同時に扱うことが可能となる。

なお、目的エリアが変更されることなく、かつ、その目的エリアと各マイクロホンアレイ１、２との距離が等しい場合には、遅延補正部４を省略することができる。

周波数領域変換部５は、マイクロホンアレイ１、２から入力されたデータを時間領域から周波数領域へ変換する。変換には、例えば、高速フーリエ変換を利用する。ここで、高速フーリエ変換を行う際、ハミング窓などの各種窓関数を用いるようにしても良い。

指向性形成部６は、目的エリアとマイクロホンアレイの位置から角度を求め、上述した（１）式及び（２）式に基づいて、各マイクロホンからのデータに適用する遅延を算出し、目的エリア方向に向けてビームフォーマを行う。この第１の実施形態の場合、指向性形成部６は、目的エリア方向以外の方向に対するビームフォーマも行うものである。ビームフォーマは、遅延和法を始めとした各種法のいずれを適用しても良い。

図４は、マイクロホンアレイ１、２の形状が格子状のときのビームフォーマの説明図である。格子状の場合、まず、列ごとに上下方向のビームフォーマを行い、次にその出力をそれぞれ一つのマイクロホンの出力とみなし左右方向のビームフォーマを行う。なお、この処理の順番は逆であっても良い。

目的エリア音推定部７は、マイクロホンアレイ１、２毎に、目的エリア方向及び目的エリア方向以外のビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化から目的エリア方向と目的エリア方向以外の成分を推定し、さらにその結果を全マイクロホンアレイ１、２間で比較することで、目的エリア音の成分を推定する。目的エリア音推定部７の処理の詳細については、動作の項の説明で明らかにする。

目的エリア音強調部８は、目的エリア音推定部７で推定された目的エリア音以外の成分のパワーを減衰させ、目的エリア音の成分のパワーを強調する。

時間領域変換部９は、目的音強調処理された周波数領域信号を時間領域の信号へ変換する。変換には、例えば、高速フーリエ逆変換を利用する。

データ出力部１０は、時間領域変換部９で処理されたデータを出力する。このとき出力するデータは、デジタル信号のままでも良く、アナログ信号に変換しても良い。

（Ａ−３）第１の実施形態の動作
次に、実施形態に係る収音装置２０の動作を説明する。

目的エリアが存在する空間に存在する各種の音源からの音響は、マイクロホンアレイ１及び２を構成するマイクロホンａ_１１、ａ_１２、…、ａ_１Ｍ、ａ_２１、ａ_２２、…、ａ_２Ｍによって収音（捕捉）され、得られた音響信号ｘ_１１、ｘ_１２、…、ｘ_１Ｍ、ｘ_２１、ｘ_２２、…、ｘ_２Ｍがデータ入力部３に入力されてデジタ信号に変換される。なお、デジタル信号に変換された音響信号に対しても、同じｘ_１１、ｘ_１２、…、ｘ_１Ｍ、ｘ_２１、ｘ_２２、…、ｘ_２Ｍという表記を適用する。

これら音響信号に対し、遅延補正部４によって遅延を加え、全てのマイクロホンアレイ１及び２に捕捉対象の音響（第１の実施形態の場合、目的エリア方向及び目的エリア方向以外の音、後述する第２の実施形態の場合、目的エリア方向の音）が同時に到達したと取り扱うことができるようにする。さらに、各音響信号は、周波数領域変換部５によって時間領域から周波数領域の信号に変換される。各マイクロホンアレイ１、２に係る周波数領域信号のそれぞれに対し、指向性形成部６によって、目的エリア方向に向けたビームフォーマと目的エリア方向以外に向けたビームフォーマとが実行される。

目的エリア音推定部７によって、マイクロホンアレイ１、２毎に、目的エリア方向及び目的エリア方向以外に向けたビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化から、目的エリア方向と目的エリア方向以外の成分が推定され、さらにその結果を全マイクロホンアレイ１、２間で比較することで、目的エリア音の成分が推定される。以下、目的エリア音推定部７の処理の詳細を、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

ここで、マイクロホンアレイ１を構成するＭ個のマイクロホンａ_１１、ａ_１２、…、ａ_１Ｍからの入力信号ｘ_１１、ｘ_１２、…、ｘ_１Ｍをそれぞれ周波数領域に変換したものをＸ_１１、Ｘ_１２、…、Ｘ_１Ｍとする。Ｘ_１ｉ（ｉは１〜Ｍ）はそれぞれ、周波数ごとの値を要素としているベクトルである。周波数領域信号（ベクトル）Ｘ_１ｉの絶対値｜Ｘ_１ｉ｜の成分は、各周波数のパワーとなる。また、周波数領域信号Ｘ_１１、Ｘ_１２、…、Ｘ_１ＭをビームフォーマしたものをＹ _１（周波数ごとの値を要素としているベクトルである）とする。このとき、ビームフォーマ後データＹ_１は、各周波数領域信号の絶対値｜Ｘ_１１｜、｜Ｘ_１２｜、…、｜Ｘ_１Ｍ｜と同じスケールに合わせてある。同様に、マイクロホンアレイ２の入力信号を周波数領域に変換したものをＸ_２１、Ｘ_２２、…、Ｘ_２Ｍとし、ビームフォーマ後のデータをＹ_２とする。

目的エリア音推定部７は、まず、マイクロホンアレイ１のビームフォーマ後の周波数毎のパワーの変化Ｚ_ｄｉｆ１を算出する（Ｓ１００）。マイクロホンアレイ１のビームフォーマ後の周波数毎のパワーの変化Ｚ_ｄｉｆ１（周波数ごとの値を要素としているベクトル）は、（４）式で表すことができる。パワー変化Ｚ_ｄｉｆ１は、目的エリア以外の方向にビームフォーマを行い、（４）式のように、目的エリア方向のビームフォーマと目的エリア方向以外のビームフォーマのパワーの変化の比から算出する。パワーの変化Ｚ_ｄｉｆ１は、周波数成分毎の比を要素としたベクトルである。

ここで、Ｙ_１TAはマイクロホンアレイ１での目的エリア方向のビームフォーマ後のデータであり、Ｙ_１NAはマイクロホンアレイ１での目的エリア方向以外のビームフォーマ後のデータである。目的エリア方向と目的エリア方向以外との角度差は、シミュレーションなどで定めるようにしても良く、予め設定するようにしても良い。

次に、パワー変化Ｚ_ｄｉｆ１の成分のうち、閾値αを超えているものには１を対応付け、閾値α以下のものに−１を対応付け、対応付けられた各成分の値をベクトル要素とした正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１を形成する（Ｓ１０１）。ビームフォーマにより、目的エリア方向の音源の成分は増幅され、それ以外の方向の雑音成分は減衰されていることから、正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１の成分の値が１であれば、目的エリア方向の音源の成分であり、−１であれば目的エリア方向以外の雑音の成分であると推定できる。閾値αの値は、固定値、若しくは周波数ごとのパワーに依存し変化させる。

同様に、マイクロホンアレイ２についても、パワー変化Ｚ_ｄｉｆ２を算出した後、正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ２を形成する（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。

次に、各マイクロホンアレイ１、２について求めた正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１、Ｚ_ｐｎ２から目的エリア音の成分を推定する。例えば、（５）式に従って、正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１及びＺ_ｐｎ２の平均ベクトルＺ_ｔａを算出し、このベクトルＺ_ｔａを目的エリア音成分信号とする（Ｓ１０４）。

目的エリア音の周波数成分は、全マイクロホンアレイ１及び２のビームフォーマ後の出力で増幅（強調）しているので、正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１及びＺ_ｐｎ２で共に１となり、その結果、目的エリア音成分信号Ｚｔａでも１となる。それゆえ、目的エリア音成分信号Ｚｔａで値が１である周波数成分は、目的エリア音の成分であると推定することができる。

目的エリア音推定部７で推定された目的エリア音以外の成分は、そのパワーが目的エリア音強調部８によって減衰され、推定された目的エリア音の成分は、そのパワーが目的エリア音強調部８によって強調する。

ここで、パワーの減衰は、各マイクロホンアレイ１、２についてのビームフォーマ後のデータＹ_１、Ｙ_２に対して行われる。減衰の強度は、例えば、目的エリア音成分の平均のパワーに対して、それ以外の全ての成分のパワーが下回るように行う。また、目的エリア音以外の成分のパワーに比例して減衰強度を決定しても良い。さらに、マイクロホンアレイ１、２毎に、目的エリアからの距離に応じて減衰強度に重み付けをするようにしても良い。この場合は、例えば、目的エリアに近い位置にあるマイクロホンアレイでは大きく減衰させるなど、距離によって線形又は非線形に減衰強度を変更する。マイクロホンアレイ１、２についての目的音強調処理された各信号は、位相情報を追加した後、加算して１つのデータとする。若しくは、目的エリアに最も近い位置に配置してあるマイクロホンアレイについて目的音強調処理された信号を選択する。

目的音強調処理された信号は、時間領域変換部９によって、時間領域の信号へ変換される。その後、データ出力部１０によって、次段に出力される。

（Ａ−４）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、各マイクロホンアレイについての、目的エリア方向並びに目的エリア方向以外のビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化を利用して目的エリア音の周波数成分を推定して強調するため、各マイクロホンアレイの位置を調整することなく、目的エリアが雑音源に囲まれている状況でも目的エリア音のみを強調することができる。すなわち、上記実施形態によれば、複数のマイクロホンアレイを異なる方向に一度配置するだけで目的エリア音のみを強調することができる。

また、上記実施形態によれば、指向性形成部が形成する指向性を変更することができるので、複数のマイクロホンアレイの位置などを変更することなく、目的エリアの変更にも容易に対応することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による収音装置及びプログラムの第２の実施形態を簡単に説明する。

第２の実施形態の収音装置も、その構成を、第１の実施形態の説明で用いた図１で表すことができる。第２の実施形態の収音装置は、指向性形成部６及び目的エリア音推定部７の処理が、第１の実施形態と異なっている。

第２の実施形態の指向性形成部６は、目的エリア方向に向けてビームフォーマを行うが、目的エリア方向以外の方向に対するビームフォーマを実行しないものである。

第２の実施形態の目的エリア音推定部７は、パワーの変化Ｚ_ｄｉｆ１として、（６）式に示すように、マイクロホンアレイ１のビームフォーマ前後の周波数毎のパワーの変化Ｚ_ｄｉｆ１を算出すると共に、同様にして、マイクロホンアレイ２のビームフォーマ前後の周波数毎のパワーの変化Ｚ_ｄｉｆ２を算出する。

なお、パワー変化Ｚ_ｄｉｆ１は、（６）式のように、マイクロホンアレイ１の全てのマイクロホンａ_１１〜ａ_１Ｍに係る周波数領域信号を用いて算出するのではなく、マイクロホンアレイ１を構成するマイクロホンａ_１１〜ａ_１Ｍの中で、中心に位置するものを一つ選んで、その選んだマイクロホンに係る周波数領域信号の絶対値に対するビームフォーマ後データＹ_１の比として簡易的に算出するようにしても良い。（６）式は、２つの値の比を適用したが、２つの値の差を適用するようにしても良い。

これ以降の目的エリア音推定部７の処理は、第１の実施形態と同様である。パワー変化Ｚ_ｄｉｆ１の成分のうち、閾値αを超えているものには１を対応付け、閾値α以下のものに−１を対応付け、対応付けられた各成分ごとの値をベクトル要素とした正規化パワー変化Ｚ_ｐｎ１を形成する。

第１の実施形態が、目的エリア方向のビームフォーマのパワー変化と目的エリア方向以外の方向のビームフォーマのパワー変化とから目的エリア方向の音源を推定し、第２の実施形態が、目的エリア方向のビームフォーマ前後のパワー変化から目的エリア方向の音源を推定するという相違はあるが、共通する技術思想の項で説明したように、目的エリア方向のビームフォーマ後のパワー変化では、目的音声の成分は増幅しているという性質を利用している。

第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態では、マイクロホンアレイが２つのものを示したが、マイクロホンアレイが３つ以上あっても良い。この場合において、マイクロホンアレイの数に等しい数の正規化パワー変化の平均値をとって求めた目的エリア音成分信号Ｚ_ｔａにおいて１である成分だけを目的エリア音の成分として推定するだけでなく、他の値であっても目的エリア音の成分として推定するようにしても良い。例えば、マイクロホンアレイが４つの場合において、目的エリア音成分信号Ｚ_ｔａにおいて０．７５（４つ中３つのマイクロホンアレイの出力で目的エリア音と判定されたことを意味する）である成分も目的エリア音の成分として推定するようにしても良い。

上記各実施形態では、目的エリア音の成分の推定結果を、目的エリア音の強調に用いるものを示したが、他の用途に利用するようにしても良い。例えば、予め音源の種類に対応付けて目的エリア音の成分の推定結果を辞書登録しておき、今回の目的エリア音の成分の推定結果を、辞書の登録内容と照合することにより目的エリア音の音源種類を決定するようにしても良い。

上記各実施形態では、マイクロホンアレイが捕捉して得た音響信号をリアルタイムに処理するものを示したが、マイクロホンアレイが捕捉して得た音響信号を記憶媒体に記憶させ、その後、記憶媒体から読み出して処理して目的エリア音の強調信号を得るようにしても良い。このように記憶媒体を利用する場合には、マイクロホンアレイが設定されている場所と、強調処理する場所とが離れていても良い。同様に、リアルタイムに処理する場合にも、マイクロホンアレイが設定されている場所と、強調処理する場所とが離れていても良く、通信により信号を遠隔地に供給するようにしても良い。

以上のような記憶媒体や通信を利用したりする場合も、本発明の「収音装置」の概念に含まれるものとする。

上記各実施形態では、各マイクロホンアレイにおけるマイクロホンの数が同じものを示したが、各マイクロホンアレイにおけるマイクロホンの数が異なっていても良い。

２０…収音装置、１、２…マイクロホンアレイ、３…データ入力部、４…遅延補正部、５…周波数領域変換部、６…指向性形成部、７…目的エリア音推定部、８…目的エリア音強調部、９…時間領域変換部、１０…データ出力部。

Claims

複数のマイクロホンアレイと、
上記各マイクロホンアレイの出力のそれぞれに対し、ビームフォーマによって、少なくとも目的エリア方向へ指向性を形成する指向性形成部と、
上記各マイクロホンアレイについてのビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化をとらえ、目的エリア方向へのビームフォーマで増幅しているか否かに基づいて、目的エリア方向の音源の周波数成分とそれ以外の雑音成分とを推定し、上記各マイクロホンアレイについての推定結果を統合して、目的エリアに存在する音源からの音の周波数成分を推定する目的エリア音推定部と
を備えることを特徴とする収音装置。
上記目的エリア音推定部は、上記各マイクロホンアレイについての推定結果が全て目的エリア方向の音源の周波数成分と推定しているときに、目的エリアに存在する音源からの音の成分と推定することを特徴とする請求項１に記載の収音装置。
上記目的エリア音推定部の推定結果に基づいて、目的エリアに存在する音源からの音を強調する目的エリア音強調部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の収音装置。
複数のマイクロホンアレイからの信号が与えられるコンピュータを、
上記各マイクロホンアレイの出力のそれぞれに対し、ビームフォーマによって目的エリア音方向へ指向性を形成する指向性形成部と、
上記各マイクロホンアレイについてのビームフォーマ後の周波数成分のパワーの変化をとらえ、目的エリア方向へのビームフォーマで増幅しているか否かに基づいて、目的エリア方向の音源の周波数成分とそれ以外の雑音成分とを推定し、上記各マイクロホンアレイについての推定結果を統合して、目的エリアに存在する音源からの音の周波数成分を推定する目的エリア音推定部と
して機能させることを特徴とする収音プログラム。