JPH07336790A - マイクロホンシステム - Google Patents

マイクロホンシステム

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JPH07336790A
JPH07336790A JP6130050A JP13005094A JPH07336790A JP H07336790 A JPH07336790 A JP H07336790A JP 6130050 A JP6130050 A JP 6130050A JP 13005094 A JP13005094 A JP 13005094A JP H07336790 A JPH07336790 A JP H07336790A
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JP
Japan
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microphone
output
time lag
level
time
Prior art date
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JP6130050A
Other languages
English (en)
Inventor
Michio Adachi
道生 安達
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 人手を介したり、複数の話者の音声信号を分
離できないという問題を改善し、自動化する。 【構成】 複数の話者がいる音場において特定の音声信
号をピックアップするマイクロホンシステムに関し、マ
イクロホンアレイ11と、マイクロホンアレイの出力を
増幅するアンプ群12と、語頭が欠けるのを防ぐ遅延素
子群13と、複数の音声信号のタイムラグを検出するタ
イムラグ検出部14と、複数の音声信号のうち最大のレ
ベルを持つ音声信号を検出する最大レベル検出部15
と、常に室内のノイズレベルを全てのマイクロホンで検
出するノイズレベル検出部16と、タイムラグ検出部1
4からの選択信号をもとに複数の音声信号の中から1つ
の音声信号を選択する切り替え制御部17とを有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、会議室やスタジオにお
いて複数のマイクロホンを用いて話者の音声信号を集音
するマイクロホンシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロホンシステムを用いて会
議(TV会議を含む)を行い、話者の音声信号をピック
アップしようとすると、例えば、1本のマイクロホンを
用いていると、そのマイクロホンの指向性に従った方向
の音声信号しかピックアップできない。その対策として
マイクロホンを人手で話者の方に回転させたり、もしく
はモーターを用いてリモートコントロールでマイクロホ
ンを回転させたりする必要があった。あるいは、全指向
性のマイクロホンを用いた場合には、複数の音声信号を
分離できなかった。さらには、複数のマイクロホンを空
間的に配置して、ミキシング技術で話者を固定しようと
しても、人手が介在していた。同様の事情はスタジオ設
備にも言えることである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、1本の
マイクロホンシステムであると、そのマイクロホンの指
向性に従った方向の音声信号しかピックアップできない
から、話者の音声信号だけを拾おうとすると、人手でマ
イクロホンを回転させたり、あるいはリモートコントロ
ールでモーターを用いて回転させたりしていた。全指向
性のマイクロホンを用いたのでは特定の音声信号を分離
するのは困難であり、仮に、何らかの優先順位を付け
て、ある話者の音声信号を拾おうとしても、重なり合っ
た複数の音声信号を分離することはできない。さらに
は、複数のマイクロホンを空間的に配置して、ミキシン
グ技術で話者を固定しようとしても、人手が介在してい
た。このように、従来技術では、話者だけの音声信号を
ピックアップしようとすると、人手を介したり、複数の
話者の音声信号を分離できないという問題点があった。
【0004】本発明の目的は、人手を介したり、複数の
話者の音声信号を分離できないという問題を改善するマ
イクロホンシステムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の話者が
いる音場で、特定の音声信号をピックアップするマイク
ロホンシステムにおいて、音声信号を拾うマイクロホン
アレイと、マイクロホンアレイの出力を増幅するアンプ
群と、アンプ群の出力からノイズレベルを検出するノイ
ズレベル検出部と、アンプ群の出力とノイズレベル検出
部の出力よりアンプ群の出力の最大レベルを検出する最
大レベル検出部と、アンプ群の出力とノイズレベル検出
部の出力と最大レベル検出部の出力よりタイムラグを検
出して選択信号を出力するタイムラグ検出部と、タイム
ラグ検出部からの選択信号をもとにアンプ群の出力の中
から1つの音声信号を選択する切り替え制御部とを備え
ることを特徴としている。
【0006】
【作用】マイクロホンから入ってきた音声信号は、アン
プで増幅され、遅延素子を通り、切り替え制御部でどれ
か1つを選択することになる。切り替え制御部をコント
ロールするパラメータは、タイムラグ検出部の出力であ
る。
【0007】まず、会議は無音の状態から始まる。この
ときシステムは、室内のノイズレベルPN を求める。こ
れをタイムラグ検出部、最大レベル検出部に入力してお
く。次に、システムは、無音区間の検出に移る。そし
て、誰かの発音が始まり、そのパワーレベルP1 がノイ
ズレベルPN を上回ったなら、これを切り替え制御部で
選択し話者を固定する。もし話者の発声開始時点が近接
しており、マイクロホンの選択に関し、競合を起こして
いたのではマイクロホンを一人の話者に固定できないか
ら、タイムラグを用いて、最も発声のタイミングが早か
った話者に選択音声を固定する。さらにもし、タイムラ
グが誤差の範囲なら最大レベルを検出した話者に選択音
声を固定する。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。本実施例は、音声を入力するマイクロホンア
レイ11と、マイクロホンアレイ11の出力を増幅する
アンプ群12と、アンプ群12からの出力された音声信
号を語頭が欠けるのを防ぐために遅延する遅延素子群1
3と、アンプ群12からの出力された複数の音声信号の
タイムラグを検出するタイムラグ検出部14と、アンプ
群12からの出力された複数の音声信号のうち最大のレ
ベルを持つ音声信号を検出し、最大レベルをタイムラグ
検出部14に出力する最大レベル検出部15と、常に室
内のノイズレベルを全てのマイクロホンで検出し、それ
らの出力の平均値もしくは最大値をタイムラグ検出部1
4および最大レベル検出部15に出力するノイズレベル
検出部16と、タイムラグ検出部14の出力をもとに複
数の音声信号の中から1つの音声信号を選択する切り替
え制御部17とから成っている。
【0010】図2は、本実施例におけるマイクロホンの
配置を示す図である。ここでは、音場の仮定として、丸
い机があって複数の会議参加者がこの机を囲んでいるも
のとする。18は指向性を持つマイクロホンであり、1
9は円であり、20は単一のマイクロホンの指向性を示
している。
【0011】図3は、本実施例を説明するためのタイミ
ング図である。P1 は話者1に向けられたマイクロホン
の観測したパワーレベルであり、P2 は話者2に向けら
れたマイクロホンの観測したパワーレベルであり、P3
は話者3に向けられたマイクロホンの観測したパワーレ
ベルであり、PN は音場も含めたマイクロホンシステム
のノイズレベルである。また、t1 は話者1の発声開始
時点、t2 は話者2の発声開始時点、t3 は話者3の発
声開始時点であり、aは話者1の無音区間を表してい
る。ここで、発声開始時点とは、観測した音声のパワー
レベルがノイズレベルPN を上回った時点を指す。ま
た、上述したタイムラグとは、話者1,2,3の発声開
始時点t1 ,t2 ,t3 の時間差|t2 −t1 |,|t
3 −t2 |を示している。
【0012】図4は、音声信号とパワーレベルの関係を
示す図である。pは音声信号の音圧レベルで(いわゆる
音声信号)であり、母音/a/を示している。P1 は話
者1のパワーレベルであり、P1 =p*pの関係にあ
る。P1 ′は話者1のパワーレベルの離散的な時間移動
平均値を表しており、cはそのときの時間窓を表してい
る。一方、P1 ″は話者1のパワーレベルの時間に関し
て連続的な時間移動平均値を表わしている。
【0013】次に、本実施例の動作について説明する。
【0014】マイクロホンアレイ11からの音声信号
は、アンプ群12により増幅され、遅延素子群13を通
り、切り替え制御部17を経由して出力される。マイク
ロホンアレイ1は複数のマイクロホンから成るので、切
り替え制御部17でどれか1つを選択することになる。
最大レベルは最大レベル検出部15で検出され、タイム
ラグ検出部14に入力される。また、ノイズレベル検出
部16で、常に全てのマイクロホンを用いて室内のノイ
ズレベルを検出しておき、その平均値もしくは最大値を
タイムラグ検出部14および最大レベル検出部15に入
力しておく。
【0015】まず、会議は無音の状態から始まる。この
時、システムは、図3(a)のようなノイズレベルPN
を求めなければならない。これはノイズレベル検出部1
6が行う。ここで、aは無音区間であり、アンプの音声
出力P1 がノイズレベルPNを下回るときから、初めて
ノイズレベルPN を上回るときまでの時間である。この
無音区間の検出はタイムラグ検出部14が行う。無音区
間が続く限り選択された音声信号は、切り替え制御部1
7によって、無音区間の直前に選択されたマイクロホン
の入力信号に固定されたままとする。そして、図3
(a)のように音声出力P1 がノイズレベルPN を上回
ったとき、これをタイムラグ検出部14が検出し、話者
1を選択するという指示を選択信号として切り替え制御
部17に出力し、切り替え制御部17は、この選択信号
に従い、この話者のマイクロホンを選択し、固定する。
【0016】もし、話者1,2,3の発声開始時点が、
図3(b)、(c)のt1 ,t2 ,t3 のように近接し
ていると、マイクロホンを一人の話者に固定できないの
で、タイムラグつまり発声開始時点の時間差t1 <t2
<t3 を検出して、もっとも発声の早かったマイクロホ
ンに向かっている話者に選択音声を固定する。これを行
うのがタイムラグ検出部14と切り替え制御部17であ
り、タイムラグ検出部14は発声開始時点の時間差を測
定し、切り替え制御部17はアンプ群2の出力を選択
し、最も発声開始時点の早い話者を選択する。さらにタ
イムラグ検出部14では、t1 ,t2 ,t3 がタイミン
グ誤差の範囲なら、それぞれの音声出力であるP1 ,P
2 ,P3 の最大レベルを最大レベル検出部15からタイ
ムラグ検出部14に入力し、発声強度が最大の話者のマ
イクロホンを選択するように選択信号を切り替え制御部
17へ出力する。ここで、誤差の範囲とは、タイムラグ
検出部14の有する固定値である。
【0017】次に、話者1が話し終わったときの処理に
ついて説明する。図3において、話者1の発声終了時点
をt4 とする。ここで、発声終了時点とは、音声出力P
1 がノイズレベルPN を下回る時点である。また、この
とき発生する無音区間をbとする。この無音区間bが実
際に検出されたなら、システムはマイクロホンをこの話
者に固定したままとする。もし、t4 の時点で、話者2
と話者3が発声していたなら、タイムラグ検出部14で
記憶していたt2 とt3 を参照して、タイミングの早い
話者をタイムラグ検出部14が選択する。さらにもし、
2 とt3 が誤差の範囲なら、時刻t4 の各話者の最大
レベルを最大レベル検出部15が出力し、タイムラグ検
出部14が最大レベルを持つ話者を選択する選択信号を
出力する。
【0018】最後に、最大レベル検出部15の補足説明
を行う。図4に示すように、母音/a/の実際の音声信
号は、pのような時間波形であり、細かく振動するの
で、パワーレベルP1 も細かく振動する。これでは最大
レベルを求めても微細動し、本システムは安定せず、ど
のマイクロホンが選択されるかは保障されない。そこ
で、時間移動平均値が必要になり、P1 ′,P1 ″がそ
れに当たる。
【0019】なお、遅延素子3を用いているのは、タイ
ムラグ検出部14、最大レベル検出部15における処理
時間のために、切り替え制御部17で語頭が欠けること
を避けるためである。この遅延量は、タイムラグ検出部
14、最大レベル検出部15のうちの最大の遅延量とす
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、まず無
音区間を検出している間は、選択マイクロホンは固定し
ておき、誰か一人が最初に発声したならこの話者を選択
し、もしここで、発声タイミングが複数の話者にまたが
って誤差の範囲なら、これら音声信号のタイムラグを利
用して最も早く発声した話者を選択し、さらにもし、こ
のタイミング差が誤差の範囲なら、最大レベルを持つ話
者を選択する。このようにして、本発明によれば、従来
行っていたマイクロホンの人手操作、音声信号の混信、
ミキシングの人手操作を自動化し、改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の実施例におけるマイクロホンの配置を示
す図である。
【図3】図1の実施例を説明するためのタイミング図で
ある。
【図4】音声信号とパワーレベルの関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
11 マイクロホンアレイ 12 アンプ群 13 遅延素子群 14 タイムラグ検出部 15 最大レベル検出部 16 ノイズレベル検出部 17 切り替え制御部 18 マイクロホン 19 円 20 単一のマイクロホンの指向性

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の話者がいる音場で、特定の音声信号
    をピックアップするマイクロホンシステムにおいて。音
    声信号を拾うマイクロホンアレイと、 マイクロホンアレイの出力を増幅するアンプ群と、 アンプ群の出力からノイズレベルを検出するノイズレベ
    ル検出部と、 アンプ群の出力とノイズレベル検出部の出力よりアンプ
    群の出力の最大レベルを検出する最大レベル検出部と、 アンプ群の出力とノイズレベル検出部の出力と最大レベ
    ル検出部の出力よりタイムラグを検出して選択信号を出
    力するタイムラグ検出部と、 タイムラグ検出部からの選択信号をもとにアンプ群の出
    力の中から1つの音声信号を選択する切り替え制御部と
    を備えることを特徴とするマイクロホンシステム。
  2. 【請求項2】前記タイムラグ検出部と最大レベル検出部
    における処理時間のために語頭が欠けるのを防ぐため音
    声信号を遅延する遅延素子群を前記アンプ群と切り替え
    制御部の間に備えることを特徴とする請求項1記載のマ
    イクロホンシステム。
  3. 【請求項3】前記タイムラグ検出部が、最も早く音声信
    号レベルがノイズレベルを上回った音声信号を選択する
    選択信号を出力することを特徴とする請求項1または2
    記載のマイクロホンシステム。
  4. 【請求項4】音声信号レベルがノイズレベルを上回る時
    点のタイミング差が誤差の範囲内ならば、前記タイムラ
    グ検出部が、最大レベルの音声信号を選択する選択信号
    を出力することを特徴とする請求項1または2記載のマ
    イクロホンシステム。
JP6130050A 1994-06-13 1994-06-13 マイクロホンシステム Pending JPH07336790A (ja)

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