JPS60194900A - 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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JPS60194900A
JPS60194900A JP5604984A JP5604984A JPS60194900A JP S60194900 A JPS60194900 A JP S60194900A JP 5604984 A JP5604984 A JP 5604984A JP 5604984 A JP5604984 A JP 5604984A JP S60194900 A JPS60194900 A JP S60194900A
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JP
Japan
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microphone
sound
time
sound source
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP5604984A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Ariki
有木 美雄
Makoto Kobashi
誠 小橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5604984A priority Critical patent/JPS60194900A/ja
Publication of JPS60194900A publication Critical patent/JPS60194900A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40Details 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
    • H04R2201/403Linear arrays of transducers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、マイクロホンに係り、特に騒音Nと目的音
Sとが混在している中から目的音Sだけを強調して収音
するマイクロホンシステムに関する。
〔発明の背景〕
従来、騒音の中で目的とする音を収音する場合、マイク
ロホンの指向性主軸を目的とする音の音源に向けた時に
、音源以外の方向から入射して来る音波に対して感度が
低くなるような、所謂指向性マイクロホンを用いていた
。しかし、該マイクロホンは、音を入射してくる方向に
よって選別しているだけなので、目的音Sと一緒に目的
音Sと同方向にある騒音Nについても収音するという欠
点があった。
本発明者は、このような従来技術の欠点を解決するため
に、複数のマイクロホンを用いてそれぞれの出力信号を
加算合成する方法により目的音Sを有効に収音する装置
を出願した(特願昭58−210972 )。
第1図は該出願による2個のマイクロホンを用いたマイ
クロホンシステムの一例のブロック図を示す。2個の高
次音圧傾度指向性マイクロホンM1とM2の指向性主軸
は目的とする音の音源Pの方向に向けられている。また
、マイクロホンMl、M2は、距離りだけ離して設置さ
れている。
今、マイクロホンM1から音源Pまでの距離をLl、マ
イクロホンM2から音源Pまでの距離をL2(L2>L
L)とすると、音源Pから出た目的音Sがマイクロホン
M1に入射する時間とマイクロホンM2に入射する時間
との時間差τは、次の(11式で決定される。
τ=’(L2−Ll) ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(1)に こでCは音速である。
よって、遅延時間τの時間遅延回路1をマイクロホンM
1の出力に接続して、該時間遅延回路1の出力とマイク
ロホンM2の出力を加算回路2に接続した構成になって
いる。
このような構成のマイクロホンシステムでは、マイクロ
ホンMl、M2に入射した音の内、目的音Sの信号だけ
を時間軸上で一致させてから加算合成するので、目的音
Sは強め合って大きな振幅となる。
ところが、この構成の実用上の遅延時間量(数十ms以
内)による時間軸上のずれでは、目的音Sの音源Pの近
くKある騒音源からの騒音Nの低い周波数成分は、位相
のずれが小さく目的音Sと同様に加算処理でレベルが増
加することが分かった。また、この騒音Nのレベル増加
が起こる周波数帯域は、第2図に示すようK、時間遅延
回路lに与える遅延時間の値によつ゛(変化することが
分かった。
第2図において、10は加算処理前の各マイクロホンM
 1 、 M 2のそれぞれの出力信号(騒音N)の出
力周波数特性を示し、20は第1図のマイクロホンシス
テムにおいて時間遅延回路1の遅延時間をτ1とした場
合の加負処理後の騒音Nの出力周波数特性を示している
。また、20′は時間遅延回路lの遅延時間なτ2(τ
1〉τ2)とした場合の加算処理後の騒音Nの出力周波
数特性を示している。また、11は加算処理後の目的音
Sの増加レベルを示す。
この第2図の出力周波i特性10から騒音Nに対するマ
イクロホンMl 、M2の出力イム号は、騒音Nの周波
数に無関係に一定になることが分かる。また、出力周波
数特性20からは、騒音Nのレベルは周波数f以下で目
的音Sのレベル増加1】と等しいレベルで増加すること
が分かる。
さらに、出力周波数特性20′からは、騒音Nのレベル
は周波数f’(f’) f )以下で目的音Sのレベル
増加11と等しいレベルの増加があることが分かる。
このように、第1図の構成では、騒音Nの低い周波数帯
域のレベル増加が、目的音Sのレベル増加11と等しく
なって目的音Sのみを強請することができないという欠
点があった。また、騒音Nのレベル増加を防止するため
に、バイパスフィルタを用いるとしても、遅延時間τの
値によって、レベルが増加する周波数帯域が変化するの
で、有効にレベル増加を防止することができない欠点が
ある。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、前記した従来技術の欠点を除去し、
特定の場所にある音(目的音)を他の場所にある音(騒
音)よりも常に強調して収音することのできるマイクロ
ホンシステムを提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、この発明は、複数の指向性
マイクロホンと時間遅延回路を用℃・て、該マイクロホ
ンの出力信号中の目的音の信号だけを時間軸上で一致さ
せて加算合成し、さらK、前記時間遅延回路の遅延時間
の値に応じた大きさの制御電圧を発生し、この制御電圧
によってカットオフ周波数(fc )を決定するフィル
タを設けることによって、前記フィルりに入力してくる
前記加算合成後の信号のカットオフ周波数を前記時間遅
延回路の遅延時間の値に応じて、自動的に可変できる構
成とした点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下に、本発明を実施例によって説明する。
先ず本発明の原理について説明する。本発明者等は、研
究の結果、第2図における周波数fおよびf’ (以下
、fcと記す。)と遅延時間τとの間に次の関係がある
ことを発見した。
fc=−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(2)2τ また、時間遅延回路(例えば、BBD 、CCI)>1
の遅延時間τと該回路1で使用されるクロックパルス周
波数fpとの間には次の関係があることが知られている
τ=上 ・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)f
p したがって、上記の2つの式から、次の関係が得られる
fc−2fp ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(4)本発明は、この関係に着目したものであり
、時間遅延回路1のクロックパルス周波afpを利用し
て、加算器2から出力される出力信号から、前記カット
オフ周波数fc以下の信号を遮断することにより、レベ
ル増加の大きい騒音を排除するものである。
次に、本発明を具体的な実施例によって説明する。
第3図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
図から明らかなように、2個の高次音圧傾度指向性マイ
クロホンMlとM2の指向性主軸は、目的とする音の音
源Pの方向に向けられ、さらに両マイクロホンMl、M
l!、ffiMLだけ離して設置されている。
今、マイクロホンM1から音源Pまでの距離をLl、マ
イクロホンM2から音源Pまでの距離をL2(L2>L
l)とすると、音源Pから出た目的音Sがマイクロホン
M1に入射スる時間とマイクロホンM2に入射する時間
との時間差τは、前記(1)式となる。よって、音源P
に近い方のマイクロホンM1の出力は、時間遅延回路1
に接続されている。
該時間遅延回路1は、時間遅延素子5(たとえばBBD
 、CCD )とクロックパルス制御回路4で構成され
ている。マイクロホンM2の出力および時間遅延回路l
の出力は、加算器2に接続されている。
前記クロックパルス制御回路4は、発生したクロックパ
ルス信号を適当な直流制御電圧Vcに変換するためのF
−V変換器6にも接続されている。また、前記加算器2
と該F−V変換器6とは、電圧制御フィルタ(以下、V
CFと略す)3に接続されている。該VCF3は該F−
V変換器6から出力された直流制御電圧Vcによって、
゛加算器2の出力信号の低い周波数成分をしゃ断する働
き、すなわち、カットオフ周波数fcを制、御する働き
をしている。
ここで、F−V変換器6およびVCF3について、さら
に詳しく説明する。
先ず、F−V変換器6について説明する。該1”−V変
換器6は、第4図に示されているような特性を有してい
る。すなわち、その出力である制御電圧Vcが遅延時間
τに対して、単調に減少するようになされている。この
特性に前記(3)式を加えてみると、前記F−V変換器
6から出力される制御電圧Vcは、クロックパルス周波
数fpが増加すると大きくなり、逆に減少すると小さく
なることがわかる。
次に、VCF3について説明する。VCF 3は、その
制御入力端子kK大入力れる制御電圧Vcと低域カント
オフ周波数fcとの関係が、第5図に示されている関係
になるように構成されている。すなわち、低域カットオ
フ周波数fcが制御電圧Vcに対して単調に増加する関
係になるようK、構成されている。したがって、前記の
VCF3の低域カットオフ周波数fcは、制御電圧Vc
と前記クロックパルス周波数fpとの前記した関係を勘
案すると、前記クロックパルス制御回路4から出力され
るクロックパルスの周波数fpが増加すると大きくなり
、逆に減少すると小さくなる。
本実施例においては、上記のような性質を有するF−V
変換器6およびVCF3を用いているので、マイクロホ
ンM2と音源Pまでの距離とマイクロホンM1と音源P
までの距離との差が太き(なって、時間遅延回路1で遅
延される時間τが大きくなると、すなわち、前記クロッ
クパルス信号の周波数fpが小さくなると、前記F−V
変換器6から出力される制御電圧Vcは小さくなり、前
記VCF3の低域カットオフ周波数fcは小さくなる。
逆に、前記マイクロホンM2と音源Pまでの距離と、マ
イクロホンM1と音源Pまでの距離との差が小さくなる
と、時間遅延回路1で遅延される時間τが小さくなり、
前記V CF 3の低域カットオフ周波数fcは大きく
なる。
したがって、本実施例における回路の定数を適当に選択
することKよって、VCF3の低域カットオフ周波数f
cが前記(2)式又は(4)式の関係が満たされるよう
Kすることができる。
以上のように、本実施例においては、VCF3の低域カ
ットオフ周波数fcが前記(2)式又は(4)式を満足
するので、前記距離L2とLlの差(L2−Ll)で決
まる遅延時間τに応答して、前記低域カットオフ周波数
fcが変化し、[i源から発生した騒音Nの加算処理後
のレベル増加が、目的音f[Sのレベル増加と等しくな
る周波数帯域はなくなる。
なお、上記の実施例では、マイクロホンを2個使用した
場合について説明したが、本発明髪1これに限定されず
、2個以上の場合にも上述と同様の効果が得られること
は、当業者にレマ明らかであろう。付言すれば、この場
合にをま、音源から一番近いマイクロホンに与える遅延
時間τの値に応じて、前記低域カットオフ周波数fcを
制御するのがよい。
第6図は、第3図で示した実施例の)172図の具体的
な一回路例を示す。
図において、VRI、VH2は、各マイクロホンMl、
M2からの信号の振幅を適当に制御するためのものであ
る。遅延素子5にはBBDが用いられている。加算器2
のVH2は、VCF3の入力信号を適当に制御するもの
である。
また、F−V変換器6はオペアンプと、その。
一方の入力端と出力端との間に並列に接続された抵抗と
コンデンサとから構成されて℃・る。
VCF3としては、カットオフ周波数fcが制御電圧V
cによって決定される12dB10ctのノ1イノくッ
づスFl/力J>”−田j、sら七、で℃する。
〔発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、電圧制御フィル
タ(VCF’)3のカットオフ周波数fcを遅延時間τ
の値忙応じて自動的に可変できる構成としたので、複数
のマイクロホンの出力信 □号の内、目的音を時間軸上
で一致させた上で加算処理する際の、目的とする音以外
の音の低い周波数帯域のレベル増加を防止することがで
きる。このために、目的とする音のみを有効に強調する
ことができるという大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のマイクロホンシステムのブロック図、
第2図は、遅延時間の変化による騒音Nの加算処理後の
出力周波数特性の変化を示す図、第3図は、本発明によ
る一実施例のブロック図、第4′図は、遅延時間τとV
CF3に与える制御電圧Vcの関係を示すグラフ、第5
図は、VCF3の制御電圧Vcと低域カットオフ周波数
fcの関係を示すグラフ、第6図は、wJ3図の一具体
例を示す回路口である。 1・・・時間遅延回路、 2・・・加算器3・・・VC
F(電圧制御フィルタ) 4・・・クロックパルス制御回路 5・・・遅延素子、 6・・・F−V変換器Ml、M2
・・・マイクロホン P・・目的とする音の音源 (0、20、20・・・騒音の出力周波数特性。 第 2固 第 3 口 第4図 館 5回 外へ 乙 歴I

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)複数個の指向性マイクロホンの指向性主軸を、そ
    れぞれ音源方向に向けて配置し、音源から一番遠いマイ
    クロホン以外の各マイクロホンの出力信号に、音源から
    一番遠いマイクロホンに音源からの音波が入射するまで
    の時間と各マイクロホンに音波が入射するまでの時間差
    にあたる遅延時間を時間遅延回路によってそれぞれに与
    え、これらの出力信号を全て加算してなるマイクロホン
    システムにおいて、音源から一番近いマイクロホンに与
    える遅延時間の値に応じた制御信号を出力する手段と、
    該制御信号を受けて、前記加算されたマイクロホン出力
    信号の低域カットオフ周波数を可変制御するフィルタを
    具備し、前記遅延時間が大きく(または、小さく)なる
    に従って、前記低域カットオフ周波数が小さく(または
    、大きく)なるようKしたことを蔵話]−するマイクロ
    ホンシステム。 (2、特許請求の範囲第1項記載のマイクロホンシステ
    ムにおいて、前記フィルタが電圧制御フィルタから成り
    、前記制御手段が、前記時間遅延回路のクロックパルス
    の変化を直流制御電圧に変換するためのF−■変換回路
    から成ることを特徴とするマイクロホンシステム。 (3)特許請求の範囲第1項又は第2項記載のマイクロ
    ホンシステムにおいて、前記低域カットオフ周波数をf
    c、前記遅延時間なτとするとき、 fcキ上 2τ の関係を満足するようにしたことを特徴とするマイクロ
    ホンシステム。
JP5604984A 1984-03-16 1984-03-16 マイクロホンシステム Pending JPS60194900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303307A (en) * 1991-07-17 1994-04-12 At&T Bell Laboratories Adjustable filter for differential microphones
CN109218920A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 华为技术有限公司 一种信号处理方法、装置及终端

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303307A (en) * 1991-07-17 1994-04-12 At&T Bell Laboratories Adjustable filter for differential microphones
US5586191A (en) * 1991-07-17 1996-12-17 Lucent Technologies Inc. Adjustable filter for differential microphones
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